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C'est dans cet espace qu'existe une onde se propageant et dont l'amplitude élevée au carré donne la probabilité d'observer des particules avec une position donnée. Cette considération est déjà suffisante pour se rendre compte à quel point la description des mouvements des particules dans l'espace et le temps en mécanique quantique est beaucoup plus subtil et indirecte qu'en mécanique classique. Interference avec des atomes froids la. On peut effectuer des changements de coordonnées dans cet espace et faire apparaître celles du centre de masse d'un essaim de particules, par exemple celui des nucléons et électrons d'un atome. Il y aura donc une fonction d'onde associée au mouvement du centre de masse d'un atome ou d'une molécule, donc d'un point abstrait, et l'on pourra faire des expériences de diffractions et d' interférences avec eux. C'est bien ce qui se passe, comme l'ont montré dès 1932 Stern et ses collaborateurs en produisant des interférences avec des faisceaux de molécules d' hydrogène et des atomes d' hélium. Dans l'expérience réalisée par les chercheurs du NIST, on commence par réaliser un réseau optique à partir de plusieurs faisceaux laser dans le domaine infra-rouge.
Comme avec les ondes lumineuses, chaque onde atomique se dédouble à son passage par les deux fentes, et la superposition de ces deux ondes produit des franges d'interférence sur un écran de détection placé un peu plus bas. La vitesse des atomes à ce niveau est de l'ordre de 2 m/s seulement, d'où une longueur d'onde de De Broglie valant environ 15 nanomètres; avec une distance fentes-écran égale à 85 cm et des fentes écartées de 6 microns, l'interfrange vaut environ 2 mm, ce qui est aisément observable. Expérience d'interférences atomiques réalisée en 1992 par une équipe japonaise de l'université de Tokyo: /10_les_interferen (3 of 4)
Cela crée dans l'espace une zone où des atomes de rubidium peuvent être piégés et quasiment immobilisés. Cela ressemble à un réseau cristallin possédant des sites et, si l'on représente ce qui se passe en terme d' énergie potentielle, on voit une série périodique de puits formant la géométrie d'un carton à œufs. 20 000 atomes de rubidium ont alors été piégés sur les niveaux d'énergie de chaque puits de potentiel, initialement un par puits. Comme ces réseaux optiques sont pilotables par l'intermédiaire des trois paires de laser, on peut faire varier les caractéristiques du réseau comme dédoubler les puits de potentiel. Interference avec des atomes froids . Chacun des atomes de ces puits se retrouve alors dans une superposition quantique de positions, celles des deux nouveaux puits ayant bifurqué à partir de chacun des puits de l'ancien réseau optique. La situation est alors similaire à ce qui se passe dans l'expérience des trous d'Young où un photon passe sous forme d'onde à travers deux fentes dans un état de superposition quantique entre les deux trajectoires possibles à travers les fentes.
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Annales Interférence avec des atomes froids Liban 2017 - Exercice 3 - 5 points En 1929, le prix Nobel de physique est attribué au mathématicien et physicien français Louis de Broglie pour sa découverte de la nature ondulatoire des électrons. Ses travaux sont considérés aujourd'hui comme fondateurs de la physique quantique, dont une des lois fondamentales, dite loi de de Broglie, peut s'énoncer de la façon suivante: « À toute particule matérielle de masse m et de vitesse v est associée une onde de matière de longueur d'onde λ $$\mathrm{ λ = \frac{h}{p}} $$ h étant la constante de Planck et p la quantité de mouvement de la particule. » De nos jours, cette loi est à la base du principe de fonctionnement de certains gravimètres, appareils permettant d'obtenir une valeur très précise de l'intensité de pesanteur. Interference avec des atomes froids 2. Une application des gravimètres est la détection d'anomalies gravitationnelles permettant d'anticiper la détection de séismes ou de faire de la prospection pétrolière ou archéologique.