Fente de Young dans le domaine quantique?

Question

Pourquoi lorsque l'on envoie des photons un par un sur des fentes de Young, ceux ci interagissent quand même. Et lorsque l'on applique un photodétecteur sur l'une des fentes pour savoir par laquelle il passe il cesse d'interagir?

Je suis bien au courant du principe d'incertitude d'Heizenberg.
Sauf que ce qui n'est pas "cohérent" c'est que le photon interfere seulement si les deux fentes sont ouvertes. Si on bouche une des fentes, on obtient une distribution de type gaussienne, mais dès que la deuxième est ouverte, le photon agit comme si il "sentait" la double possibilité de passage.

En fait là tu m'expliques le phénomène dit "classique" qui se passe dans le cas le plus courant.
Dans le mien, on aborde ça d'un point de vue quantique, et dans ce cas les photons sont émis un par un, donc il ne peut y avoir plus d'un photon à la fois. La question qui se pose alors c'est si les photons sont seuls avec quoi peuvent ils interférer. Dans le cas quantique on reparque qu'il interfèrent seuls. Mais celà ne répond pas à ma question.

En fait je viens de comprendre, et ceci par l'intermédiaire du livre de Cohen Tannoudji (pour ceux que ça interesse et qui veulent avoir une réponse), et on peut pas l'expliquer par l'intermédiaire d'un "forum" comme celui çi.
Merci quand même

Answer 1

Parce que le photon est une onde qui passe par les 2 fentes et interagit avec lui même en créant des interférences, et parceque le fait de mesurer une particule est une action qui modifie l'état de la particule, en "projetant l'onde sur ce que tu mesure"

En l'occurence en mesurant une position tu la force à prendre une position. Or une onde qui a une position précise ne crée pas les interférences car elle n'est passé que par une seule fente.

Answer 2

La "probabilité de présence" du photon passe par les deux fentes à la fois (ou par l'une seulement s'il n'y en a qu'une d'ouverte)... Et c'est la combinaison de ces éléments d'ondes "probabilité de présence", diffractés et interférant entre eux, qui restitue celle du photon de l' autre côté. En fait, le photon lui-même (en tant que corpuscule) ne passe par aucune des deux fentes plus particulièrement que par une autre. Quantiquement parlant, il pourrait aussi bien se matérialiser à dix kilomètres lors du "passage", et se retrouver quand même derrière ces sacrées fentes ensuite. Du coup, on peut aussi affirmer qu'il passe , lorsque les deux sont ouvertes, par les deux à la fois... Au sens où il se matérialise successivement dans ces deux fentes durant le temps de la traversée de celles-ci par son onde "probabilité de présence".

Answer 3

C'est dommage que tu n'aies pas parlé de ce bouquin de Cohen Tannoudj...Ce phénomène m'intéresse, j'irai donc voir.

Pour te répondre, m si c un peu tard et inutile, je me disais que le pb que tu soulèves vient du fait que la mécaniique quantique s'exprime en terme de probabilités d'être dans un endroit d'une part, donc aborde la possibilité anti-classique d'être dans 2 endroits en m tps, ou 2 états en m tps (le fameux chat de schrodinger est mort ET vivant ), et sans considérer une linéarité de déplacement ( lors d'une émission d'énergie dans un atome par ex, l'électron passe d'une orbitale à une autre sans transition ). Donc un photon peut interférer avec lui-même ds la mesure où son état quantique lui permet d'être aux é fentes à la fois.
Voilà mon hypothèse, excuse-moi si je t rabaché des choses que tu connaissais déjà.

Merci pour la réf de lecture.

Answer 4

Qu'es-ce qu'une onde ?

Answer 5

parce que le photon en physique quant se decrit comme une onde, il "voit" dc une ou deux fentes suivant combien st ouvertes. le terme "un par un" n'a pas de sens d'un point de vue quant car un seul photon en meca classique equivaut a une onde remplissant tout l'espace en meca Q. (et cette onde peut tres bien interagir avec elle meme)

en realite la physique Q, si on fais les calculs necessaires, te predis que ce que tu vas observe sera la transformer de fourier de tes ouvertures, autrement dit un sinus cardinal (ressemblant a une gausienne) pour une fente fine et une figure de diffraction classique dans le cas de deux fentes.

en ce qui concerne l'utilisation d'un photodetecteur, il est normal que ds ce cas tu ne vois plus d'interaction. un des principes de la phys Q est que la mesure influe sur le systeme. tu ne peut dc "mesurer" ton photon qu'en perturbant le systeme et dc en detruisant le phenomene observe. ensuite l'effet de la mesure est quantifiable et previsible, tu peux dc (avec des calculs tres complexes), remonter de ta mesure au systeme original. la theorie de diffraction en meca Q prevoit l'impossibilite de mesurer un photon passant simultanement par deux fentes.

en resume, d'un point de vue quant, ton photon passe simultanement par les deux fentes car il est sous forme d'onde et non de particule, par contre pour le mesurer avec un photodetecteur il doit etre sous forme corpusculaire et dc ne peut passer que par une seules des fentes (dc pas d'interaction).
tout ceci defit l'imagination, c'est la fameuse dualite onde/corpuscule, et c'est qqchose que malgre 8ans d'etudes superieures en physique-chimie (specialite chimie quant) j'ai tjrs du mal a vraiment conceptualiser (mais les modeles marchent bien).

Answer 6

les photons sont vicieux, ils cherchent toujours une deuxième fente...

(désolé, c'était trop tentant)

mais c'est vrai que les photons ont un comportement à la limite de l'explicable.

désolé de ne pouvoir aider d'avantage.

Answer 7

en fait lorsque tu mets deux fentes tu introduis une différence de marche et c'est elle qui te permets d'obtenir des interférences.
losrque tu n'as qu'une seule fente il n'y a pas de différence de marche et ton onde est cohérente or pour avoir des interférences il faut que tu aies 2 ondes incohérentes entre elles.