Interférences Avec Des Atomes Froids
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. 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. Des interférences atomiques pour les ordinateurs quantiques. 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.
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On applique successivement deux modèles mécaniques aux atomes de Néon pour expliquer le fonctionnement du gravimètre. 1. Chute de l'atome avec le modèle de Newton On utilise la mécanique de Newton pour décrire la chute libre d'un atome de Néon entre le moment où il quitte le piège et celui où il atteint la double fente. 1. 1. Montrer que la vitesse d'un atome au niveau de la double fente est verticale et que sa valeur est donnée par la relation: \(\displaystyle\mathrm{ v_F = \sqrt{2 \ g \ L}} \) 1. 2. Dans le cadre de la mécanique de Newton, on suppose que les atomes issus du piège arrivent sur les deux fentes avec une vitesse verticale égale à \(\displaystyle\mathrm{ v_F = \sqrt{2 \ g \ L}} \). Dans cette hypothèse, dessiner sur la copie la répartition d'un grand nombre d'atomes détectés sur l'écran. Un impact sera représenté par un point noir. 2. Le modèle de de Broglie La figure obtenue sur l'écran du dispositif est une image d'interférences. 2. Interférences avec des atomes froides critique. Quel caractère de la matière est ainsi mis en évidence?
Interference Avec Des Atomes Froids D
9 µ m 90 nm 9 nm 0, 9 µ m La valeur obtenue est-elle cohérente avec celle donnée en début d'exercice? Elle est cohérente; on trouve une longueur d'onde de l'onde de matière cent fois plus grande que celle proposée dans l'énoncé. Elle est cohérente; on trouve une longueur d'onde de l'onde de matière dix fois plus grande que celle proposée dans l'énoncé. Diffraction et interférences avec des neutrons froidsfroids. Elle est incohérente; on trouve une longueur d'onde de l'onde de matière très différente de celle proposée dans l'énoncé. Elle est cohérente; on trouve une longueur d'onde de l'onde de matière du même ordre de grandeur que celle proposée dans l'énoncé. Quelle est la vitesse des atomes de néon? Données: m_{atomede néon} = 3{, }3\times10^{-26} kg h = 6{, }63\times10^{-34} J·s -1 1{, }3 m·s −1 13 m·s −1 1{, }3\times10^5 m·s −1 1{, }3\times10^2 m·s −1 Exercice précédent
Interférences Avec Des Atomes Froides Critique
10. LES INTERFÉRENCES ATOMIQUES Les phénomènes d'interférence sont l'une des principales manifestations des propriétés ondulatoires. Il en est de même des phénomènes de diffraction, qui peuvent d'ailleurs être considérés comme le résultat d'un grand nombre d'interférences. C'est la diffraction des électrons par un cristal qui a permis, en 1927, de confirmer l'hypothèse de De Broglie pour ce qui concerne les électrons (expérience de Davisson-Germer). Les atomes froids : un outil pour explorer le monde quantique — CultureSciences-Physique - Ressources scientifiques pour l'enseignement des sciences physiques. Depuis, les interférences d'ondes de matière ont été observées pour d'autres types de particules (neutrons lents en particulier). Mais pour les atomes à température ambiante, c'est plus difficile. Les longueurs d'onde correspondantes sont très faibles: par exemple, la longueur d'onde d'un atome d'hélium se déplaçant à une vitesse de l'ordre de 1 000 m/s (typique pour un gaz à température ambiante) vaut environ 0, 1 nanomètre (10 –10 m).Interference Avec Des Atomes Froids En
Considérons deux lasers face-à-face, contre-propageants, accordés sur une même fréquence plus petite que la fréquence de résonance, et un atome entre les deux. Si l'atome est immobile, la situation est symétrique, la force de pression est nulle. Imaginons que l'atome se déplace vers la droite. Interference avec des atomes froids d. Le laser de droite lui apparaîtra comme ayant une fréquence, donc plus proche de la résonance que. D'autre part, le laser de gauche semblera avoir une pulsation, plus éloignée de la résonance. L'atome va donc absorber beaucoup plus de photons venant de la droite que de la gauche, et sera donc globalement repoussé vers la gauche et freiné. Il suffit ensuite d'installer 6 faisceaux, accordés deux par deux comme dit précédemment, suivant les trois directions de l'espace pour faire une mélasse optique dans laquelle un atome subit une force de frottement fluide. Piégeage [ modifier | modifier le code] Pour obtenir de meilleurs résultats expérimentaux, il est nécessaire de concentrer l'assemblée d'atomes dans un volume restreint: c'est le piégeage.
8. 100 μm position de la fente S 5 Fig. 8 –Diffraction de neutrons par une fente. D'après Zeilinger et al. [1988]. Fig. 9 – Expérience des fentes d'Young avec des neutrons. D'après Zeilinger et al. [1988]. Interference avec des atomes froids du. Les fentes sont visibles à l'œil nu, et l'interfrange est macroscopique. À nou-veau un calcul théorique prenant en compte les divers paramètres de l'ex-périence est en excellent accord avec la figure d'interférences expérimentale (figure 1. 9). Il y a toutefois une différence cruciale par rapport à une expérience d'inter-férences en optique: la figure d'interférences est construite à partir d'impacts de neutrons isolés, et elle est reconstituée après coup lorsque l'expérience est terminée. En effet, on déplace le compteur le long de l'écran (ou bien on dis-pose une batterie de compteurs identiques recouvrant l'écran), et on enregistre les neutrons arrivant au voisinage de chaque point de l'écran pendant des in-tervalles de temps identiques. Soit N(x)Δx le nombre de neutrons détectés par seconde dans l'intervalle [x − Δx/2, x+ Δx/2], x étant l'abscisse d'un point sur l'écran.