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OPTIQUE QUANTIQUE

Publié le 22/02/2012

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Source: http://www.peiresc.org/DINER/Lexique.pdf

 

Ensemble des phénomènes optiques où se manifeste l'aspect corpusculaire de la lumière, en particulier à travers les fluctuations des propriétés lumineuses. C'est donc l'ensemble des phénomènes optiques où le champ électromagnétique de la lumière doit être traité de manière quantique et où l'électrodynamique quantique (Théorie quantique du champ électromagnétique et de ses interactions avec la matière) joue un rôle essentiel. L'Optique Quantique, c'est le règne du Photon, quantum du champ électromagnétique. Mais il faut se méfier de ce point de vue qui fait la part trop belle au besoin des physiciens d'élaborer une ontologie de la lumière. Il vaut mieux dire que l'Optique Quantique est une optique statistique, pour souligner le fait que la différence essentielle entre l'Optique Quantique et l'Optique Classique n'est pas tant dans l'intervention du photon que dans le rôle fondamental joué par les phénomènes de fluctuation. Le photon permet bien sûr l'interprétation de ces fluctuations, sans perdre de vue qu'il ne s'agit pas d'une petite boule de billard mais d'un objet quantique. D'ailleurs en l'absence de photons, il existe des fluctuations résiduelles (le vide quantique) L'Optique Quantique commence d'ailleurs historiquement par l'étude des fluctuations dans le rayonnement du Corps Noir, ce qui est le sujet des beaux travaux d'Einstein et l'origine théorique de la notion de photon. .La formulation de l'Optique Quantique n'est d'ailleurs pas, en accord avec l'esprit de la Mécanique Quantique, une description de la nature de la lumière, mais une description de la nature des observations que l'on peut faire sur la lumière, bien souvent d'ailleurs en "détectant des photons". Les fluctuations sont les fluctuations observées dans ces expériences. Elles sont reliées aux différents états possibles de la lumière, qui sont les seules descriptions théoriques de la nature de la lumière telle qu'elle est observée. Pour ce qui est des "fluctuations du vide" elles ne sont pas observables directement, mais certains effets bien observables peuvent être interprétés en invoquant l'influence de telles fluctuations, ce qui ne suffit pas à prouver leur existence réelle. Les grands sujets de l'Optique Quantique sont : Les fluctuations dans le rayonnement du corps noir La détection de la lumière et le comptage des photons (photodétection) L'étude des corrélations et de la statistique de groupement de photons Les différents états quantiques de la lumière (état cohérent, état comprimé)

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