En partant d'hypotheses tres générales on est conduit a caractériser un corpuscule par un anneau d''opérateurs (anneau fondamental). Le spin étant défini comme le complément à ajouter à l'opérateur moment cinétique pour obtenir un opérateur intégrale première, on obtient pour les opérateurs spin un système de relations d'où sont déduites certaines formules. Cherchant une méthode pour caractériser les corpuscules élémentaires, on est amené à distinguer divers degrés au moyen de la simplicité par rapport aux opérateurs de l'anneau fondamental. D'où la définition de corpuscules à spin simple. On démontre alors que les corpuscules à spin simple sont au plus de trois types (et au moins de deux) : 1° ceux à spin -1, 0, + 1 ; 2° ceux à spin — 1 /2, 0, + 1 /2 ; 3° ceux à spin — 1 /2, + 1 /2. Sur ces corpuscules quatre théorèmes sont démontrés concernant leur spin ; le premier établit que l'équation d'ondes de tout corpuscule est du premier ordre et linéaire. Le second qu'un corpuscule est défini par son anneau fondamental et que le spin ne peut être identiquement nul. Le troisième que les corpuscules à spin simple sont au plus de trois types, le quatrième que les opérateurs spin satisfont à certaines relations. Enfin ces résultats sont appliqués aux divers corpuscules, en particulier à l'électron lourd (mésoton).
En partant d'hypotheses tres générales on est conduit a caractériser un corpuscule par un anneau d''opérateurs (anneau fondamental). Le spin étant défini comme le complément à ajouter à l'opérateur moment cinétique pour obtenir un opérateur intégrale première, on obtient pour les opérateurs spin un système de relations d'où sont déduites certaines formules. Cherchant une méthode pour caractériser les corpuscules élémentaires, on est amené à distinguer divers degrés au moyen de la simplicité par rapport aux opérateurs de l'anneau fondamental. D'où la définition de corpuscules à spin simple. On démontre alors que les corpuscules à spin simple sont au plus de trois types (et au moins de deux) : 1° ceux à spin -1, 0, + 1 ; 2° ceux à spin — 1 /2, 0, + 1 /2 ; 3° ceux à spin — 1 /2, + 1 /2. Sur ces corpuscules quatre théorèmes sont démontrés concernant leur spin ; le premier établit que l'équation d'ondes de tout corpuscule est du premier ordre et linéaire. Le second qu'un corpuscule est défini par son anneau fondamental et que le spin ne peut être identiquement nul. Le troisième que les corpuscules à spin simple sont au plus de trois types, le quatrième que les opérateurs spin satisfont à certaines relations. Enfin ces résultats sont appliqués aux divers corpuscules, en particulier à l'électron lourd (mésoton).
Au niveau atomique, le contrôle de spins est un objectif primordial en physique quantique. Malheureusement la présence de bruits gêne ce dernier. Le but est de trouver les conditions à imposer à l’environnement pour que le contrôle ne soit pas perturbé par le bruit. L’étude d’une chaîne de spins caractérisée par trois couplages : interactions d’Heisenberg, d’Ising-Z et d’Ising-X, évoluant librement est prise comme référence. Nous observons que l’interaction d’Heisenberg correspond à un couplage isotrope. Celle d’Ising-Z conserve l’ordre dans la chaîne tandis que celle d’Ising-X est très désordonnée. Nous rendons le système plus complexe en ajoutant du contrôle et en analysant le comportement adiabatique d’un système quantique. Ce dernier est composé d’un système et d’un environnement, dont le couplage est perturbatif. Trois régimes adiabatiques ont été mis en évidence. Des formules permettant d’obtenir la fonction d'onde au cours du temps ont alors été établies pour ces trois régimes. Cependant, dans la pratique, les systèmes quantiques ne sont en aucun cas isolés. L’interaction avec leur environnement peut entraîner des comportements plus complexes, rendant le contrôle très difficile. Nous avons alors étudié des systèmes de spins, couplés ou non, frappés par des trains d’impulsions magnétiques ultracourtes. Ces trains traversent un environnement classique (stationnaire, de dérive linéaire, Markovien, microcanonique) modifiant la force et le retard de chaque impulsion. La modification des trains par l’environnement classique est une des sources du désordre dans le système de spins. Ce désordre est transmis entre les spins par le couplage. Dans cette étude nous n’arrivons pas à contrôler le système lorsque les trains sont en présence des environnements précédents. Pour palier à ce problème, nous imposons aux impulsions magnétiques de traverser un environnement chaotique. Avant un temps t, appelé horizon de cohérence, le système couplé par une interaction d’Heisenberg et soumis à un environnement chaotique reste cohérent alors qu’après, la population et la cohérence d'un spin et du spin moyen du système tendent à se rapprocher de la distribution microcanonique. Pendant cet horizon, il est possible de réaliser du contrôle quantique soit par contrôle total (contrôle du système à chaque instant), soit par transmission d’information. Cette étude nous a permis de déterminer une formule empirique de l’horizon de cohérence. Finalement, nous nous sommes attachés à trouver une formule plus formelle de cet horizon.
Les groupes de symétrie, ou groupes d’invariance, jouent un rôle important dans toute la physique. Les translations d’espace et de temps, les rotations d’espace et enfin les transformations de Galilée ou de Lorentz entre référentiels d’inertie définissent la structure de l’espace-temps. Les symétries correspondantes sont tout particulièrement importantes en mécanique quantique. En effet les opérateurs fondamentaux - énergie, position, impulsion, moment angulaire - ainsi que leurs relations de commutation, loin d’être arbitraires, sont déterminés par la géométrie de l’espace et celle de l’espace-temps. Ces considérations de symétrie permettent de comprendre l’origine de la masse et du spin et d’établir des équations d’onde comme l’équation de Schrödinger ou celle de Dirac à partir du groupe d’invariance choisi : Galilée ou Lorentz. Ces équations permettent de décrire les particules de spin 1/2 et prédisent correctement leur moment magnétique anormal. Cet ouvrage, issu d’un cours de DEA de Physique théorique de l’ENS, a à la fois un caractère fondamental et appliqué. L’utilisation des symétries, et en particulier de celle de rotation, est un outil pratique permettant une approche géométrique de problèmes comme le théorème de Wigner-Eckart ou les opérateurs tensoriels irréductibles. Enfin le livre discute de deux symétries discrètes, la parité et le renversement du temps. Cette seconde édition inclut cinq nouveaux compléments, répartis entre les chapitres I, VI (deux compléments), VII et VIII. Ceci permet une discussion plus complète de l’invariance relativiste des équations d’onde, et en particulier l’introduction de l’équation de Weyl, absente de la première édition. Ces notions sont utiles pour créer un meilleur lien vers des ouvrages avancés consacrés spécifiquement à la théorie des champs.
Les groupes de symétrie, ou groupes d’invariance, jouent un rôle important dans toute la physique. Les translations d’espace et de temps, les rotations d’espace et enfin les transformations de Galilée ou de Lorentz entre référentiels d’inertie définissent la structure de l’espace-temps. Les symétries correspondantes sont tout particulièrement importantes en mécanique quantique. En effet les opérateurs fondamentaux - énergie, position, impulsion, moment angulaire - ainsi que leurs relations de commutation, loin d’être arbitraires, sont déterminés par la géométrie de l’espace et celle de l’espace-temps. Ces considérations de symétrie permettent de comprendre l’origine de la masse et du spin et d’établir des équations d’onde comme l’équation de Schrödinger ou celle de Dirac à partir du groupe d’invariance choisi : Galilée ou Lorentz. Ces équations permettent de décrire les particules de spin 1/2 et prédisent correctement leur moment magnétique anormal. Cet ouvrage, issu d’un cours de DEA de Physique théorique de l’ENS, a à la fois un caractère fondamental et appliqué. L’utilisation des symétries, et en particulier de celle de rotation, est un outil pratique permettant une approche géométrique de problèmes comme le théorème de Wigner-Eckart ou les opérateurs tensoriels irréductibles. Enfin le livre discute de deux symétries discrètes, la parité et le renversement du temps. Cette seconde édition inclut cinq nouveaux compléments, répartis entre les chapitres I, VI (deux compléments), VII et VIII. Ceci permet une discussion plus complète de l’invariance relativiste des équations d’onde, et en particulier l’introduction de l’équation de Weyl, absente de la première édition. Ces notions sont utiles pour créer un meilleur lien vers des ouvrages avancés consacrés spécifiquement à la théorie des champs.
Ce travail fait suite à un article que nous avons publié l'an dernier dans ce Journal sur la définition du centre de gravité en Mécanique Ondulatoire. Etudiant d'abord certaines de ses prcpriétés, nous précisons en quoi il est assimilable à un corpuscule lourd, et s'il existe des relations d'incertitude plus précises que celles de Heisenberg auquel il satisfasse, dans quelles conditions il se comporte rigoureusement comme un corpuscule lourd, et quels cas s'en rapprochent suffisamment. Puis nous examinons s'il est possible comme en Mécanique classique de constituer une cinétique logiquement indépendante de la Mécanique Ondulatoire et d'y faire rentrer les théorèmes liés aux grandeurs cinétiques du centre de gravité. Nous trouvons qu'on peut le faire sous deux formes : la « cinétique opératorielle » donnant seulement des relations entre opérateurs, la « cinétique quantique » donnant des relations entre les valeurs des diverses grandeurs cinétiques. Nous cherchons ensuite dans quels cas on peut étendre à la mécanique de Dirac les divers théorèmes concernant le centre de gravité. Nous les appliquons alors à la théorie du photon de Louis de Broglie, au spin d'un système, à un noyau atomique, à un proton supposé complexe pour lequel nous donnons une équation de mouvement.
Étude d'un système de deux corpuscules à spin en théorie fonctionnelle relativiste ; équation de l'onde barycentrique, équations relatives et équation réduite. Parmi les états de ce système, il y a, en certains cas, ceux pour lesquels les ondes relatives sont des corstantes ; ceci exprime que le mouvement relatif autour du barycentre est évanescent. Pour deux corpuscules de spin 1/2 et de même masse, on obtient ainsi un système fondu qui se comporte ccmme un corpuscule de spin 1. De là, par l'approximation conduisant à la mécanique ondulatoire usuelle, on retrouve les résultats de la méthode de fusion ; on obtient donc une justification physique du procédé formel de la fusion.
Ce travail a pour but l'étude des conséquences de l'hypothèse de l'indiscernabilité pour les corpuscules de même espèce en vue d'une construction plus intuitive des théories atomiques; cette construction sera conduite de façon à ce que la constante de Planck n'intervienne que dans les parties purement quantiques et soit éliminée chaque fois qu'elle ne joue pas un rôle essentiel. C'est ainsi qu'habituellement l'indiscernabilité des corpuscules de même espèce est présentée comme une conséquence de la Mécanique ondulatoire, alors qu'on peut la considérer comme indépendante des considérations quantiques. En premier lieu sont examinés les principes de l'Atomisme, puis une définition précise des notions de discernabilité et d'indiscernabilité est donnée ; on étudie alors la liaison entre ces notions et d'une part les principes de l'atomisme, d'autre part la notion d'ordre. On est ainsi conduit à énoncer un principe dit « principe de Dalton renforcé » d'après lequel les corpuscules de même espèce sont indiscernables. Ce point de vue est comparé avec celui que préconise M. Langevin. Dans une seconde partie est étudié le caractère objectif de l'indiscernabilité. Après avoir précisé les éléments essentiels d'une théorie physique, on definit ce qu'est un changement de théorie et l'on démontre qu'une théorie supposant l'indiscernabilité n'est pas réductible à une théorie supposant la discernabilité. Enfin, dans une troisième partie, il est démontré qu'une mécanique ponctuelle exige la discernabilité.