Physique quantique

« Une grande partie de mon travail consiste seulement à jouer avec les équations et à chercher ce qu’elles donnent. » (P.A.M. Dirac)

« Poets bring us fresh insights with the right sequence of words ; Dirac bring us fresh insights with the right sequence of symbols. » ¹

Cours

• Table des matières (pdf)
• Orientation bibliographique (web)
• Inégalité de Heisenberg (pdf)
• Formalismes Lagrangien et Hamiltonien ; équation de Hamilton-Jacobi  (pdf)
• Le spin (web)
• Radioactivité alpha (web)
• Microscope à effet tunnel (web)

Animations Mathematica

• Paquet d’onde gaussien (ex. 3) : temps courts (cdf) + temps longs (cdf)
• Puits infini : ex. 2.2 (cdf) + ex. 2.3 (cdf)

Compléments de cours

• Puits double symétrique : battements quantiques (vidéo)
• Régime semi-classique (web)
• Effet d’un champ magnétique (web)
• Atomes froids (web)
• Le photon (web)
• Le laser (web)

État lié dans un potentiel confinant : le domaine classiquement accessible est délimité par les points de rebroussement.

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Lectures complémentaires

Complément 1 : analyse numérique de l’équation de Schrödinger : un algorithme unitaire.

• A. Goldberg, H. M. Schey et J. L. Schwartz, Computer-Generated Motion Pictures of One-Dimensional Quantum-Mechanical Transmission and Reflection Phenomena, American Journal of Physics 35 (1967), 177, doi.org/10.1119/1.1973991 et pdf

Complément 2 : la méthode expérimentale appelée « épitaxie par jet moléculaire ».

• Laboratoire de Physique des Matériaux, L’épitaxie par jets moléculaires, Institut National Polytechnique de Lorraine (Nancy), Canal U-TV (2006), vidéo
• Jean Massies et Jean-Pierre Contour, Épitaxie par jets moléculaires, Images de la Physique, CNRS (1987), 61-66, pdf

Complément 3 : les « boites quantiques ».

• Mark Reed, Les boites quantiques, Pour La Science 185 (mars 1993), 74-80, pdf, traduction française de : Quantum Dots, Scientific American 268 (1) (1993), 118-123, pdf

Complément 4 : le Maser

• Bernard Cagnac, Pré-histoire et histoire du Laser, SFP (2010), video
• James P. Gordon, The Maser, Scientific American (décembre 1958), 42-50, pdf
• Riad Haidar, Charles Hard Townes, Photoniques 76 (Mai-Juin 2015), 18-20, doi.org/10.1051/photon/20157618, pdf

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Aspects contemporains

• Alain Aspect, Dualité onde-corpuscule, (2008) :  vidéo
• Serge Haroche, Étrangeté de la physique quantique, (2012) : vidéo
• Étrangeté de la physique quantique (web)
• CNRS Image media, Non-séparabilité, (2001) : vidéo
• Institut d’Optique, Une histoire de l’intrication quantique, vidéo
• Article EPR (1935) : bibnum
• Téléportation quantique (web)
• Rayonnement fossile (web)
• Serge Haroche ; Jongler avec des photons dans une boîte pour explorer la frontière classique-quantique, (X-2014), video

 

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Documents

Introduction

• Michel Paty, Les contributions d’Einstein à l’élaboration de la première théorie des quanta, Bulletin de l’Union des Physiciens 631 (1981), 693-709 ; pdf.
• Michel Paty, Einstein – 1905, l’année admirable, Pour La Science 326 « L’Ère Einstein » (décembre 2004), 26-33, pdf.
• Modèle de Bohr de l’atome d’hydrogène (web)
• Bernard Cagnac et Alfred Kastler, Structure atomique et transitions spectrales, CERIMES (1967), vidéo.
• Ondes de matière (2012) : vidéo + pdf + source
• Photon (web)
• Tout est quantique (web)

Épistémologie

• Jean-Marc Lévy-Leblond, Les relations d’incertitude inégalités de Heisenberg, Bulletin de l’Union des Physiciens 558 (1973), 1-20 ; pdf.
• Jean-Marc Lévy-Leblond, Mots & maux de la physique quantique – Critique épistémologique et problèmes terminologiques, Bulletin de l’Union des Physiciens 816 (1999), 1129-1147 ; pdf.
• Hervé Zwirn, Science et philosophie, CNRS (2014), web
• Interprétations de la mécanique quantique (web)

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Pour aller plus loin …

• Mécanique quantique (web)
• Théorie quantique des champs (web)
• Gravitation quantique à boucles (web)

• Serge Haroche : web 1, web 2, web 3, web 4
• Ettore Majorana : web
• Ken Wilson (web)
• Gravitation quantique (web)

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Notes