Du côté de chez Telegdi, the Experimental Side

Rémy Lestienne

La philosophie de la Nature et du Temps chez Alfred North Whitehead (1861-1947) n’a peut-être pas assez retenu l’attention des scientifiques, en particulier en France. On sait que ce mathématicien-philosophe collaborant avec Bertrand Russell pour l’écriture des Principia Mathematica (1910-1913) a insisté sur le caractère abstrait des points d’espace dans la fondation de la géométrie. A partir de 1911, il étend cette observation aux instants de temps, et développe progressivement, à partir de là, une vision de l’ontologie du monde comme une succession de « concrescences d’entités actuelles » dont chacune apporte avec elle une brique de temps finie. Ces concrescences ne sont pas sans rappeler les réductions du paquet d’ondes dans les opérations de mesure en mécanique quantique ; en fait, Whitehead a suivi de près le développement de cette théorie, comme il a suivi de près le développement de la relativité. Par ailleurs, sa philosophie de la Nature, ou comme il le dit sa philosophie de l’organisme, prévoit une solidarité globale des entités actuelles qui par certains côtés rappelle l’intrication quantique. On examine plus en profondeur cette similarité et ses limites, et aborde les relations esprit-matière chez cet auteur. Malgré ses défauts, la métaphysique de Whitehead, en en particulier la négation de l’instant a mis en lumière, à mon sens, la complexité du temps de la nature (chez Whitehead le process), bien au-delà de la variable continue t des physiciens. Une large part de cet article est basée sur mon livre Whitehead, Philosophe du Temps (auteur, 2020, à paraître).

Alfred Gradenwitz

Erwann Larger

Cet article propose une étude comparée des axiomatiques de la mécanique quantique chez Paul Dirac et John von Neumann. Il montre que les deux auteurs partagent l'essentiel du contenu formel tout en divergeant sur la manière d'ordonner et de justifier les concepts fondamentaux, ainsi que sur le statut des notions primitives. Chez Dirac, la théorie se déploie à partir des transformations et l'invariance des représentations. Chez von Neumann, elle est reconstruite dans le cadre abstrait de la théorie spectrale et des opérateurs statistiques. Cet article décrit d'abord séparément les notions primitives, définitions et résultats dérivés chez chacun des deux auteurs, puis compare leur traitement de la superposition, de l'espace des états, des observables, des probabilités et de la mesure quantique. Il montre enfin que la divergence devient maximale sur la question de la complétude : Dirac demeure méthodologiquement neutre sur les variables cachées, tandis que von Neumann intègre l'indéterminisme statistique à la structure même de son axiomatique. On en conclut que la formulation standard ultérieure de la mécanique quantique procède du tressage de deux héritages complémentaires: le calcul des changements de base et le primat opératoire des représentations pour Dirac ; l'explicitation axiomatique de l'espace de Hilbert abstrait, la théorie des opérateurs et le formalisme statistique pour von Neumann.

Maximilian Schlosshauer

Sara Tiengo

Contrôle des interactions dans des condensats de Bose-Einstein à couplage cohérent Cette thèse étudie la réponse de condensats de Bose-Einstein de mélanges de spins couplés de manière cohérente à travers une large gamme de régimes non linéaires, s'étendant du régime de Rabi profond au régime fortement non linéaire. Du côté théorique, les processus de collision induits et renforcés par un fort couplage cohérent sont analysés dans le cadre d'une approche perturbative. Les canaux d'interaction issus à la fois de processus de champ moyen et au-delà du champ moyen sont identifiés, fournissant une description microscopique des mécanismes par lesquels les interactions à quelques corps contribuent à l'énergie du système à plusieurs corps.Du côté expérimental, un contrôle précis des interactions est obtenu dans un mélange de spins de 39K grâce à une amélioration de la stabilisation du champ magnétique autour de 57 G, le point de fonctionnement du système. Un circuit de compensation feedforward est mis en œuvre afin de supprimer le bruit du champ magnétique, et des mesures de spectroscopie de Ramsey démontrent une réduction d'un facteur douze des fluctuations du champ, correspondant à un niveau résiduel de bruit quadratique moyen de quelques dizaines de $SI{}{micro G}$. Cette stabilité accrue permet des mesures contrôlées de l'équation d'état dépendante de la densité du condensat à deux composantes entraîné de manière cohérente. Lorsque la densité est augmentée, le système présente des régimes d'interaction distincts. Aux faibles densités, l'équation d'état est dominée par des interactions répulsives à deux corps. Aux densités intermédiaires, des contributions à trois corps émergent et deviennent de plus en plus pertinentes. Aux densités plus élevées, l'énergie d'interaction présente un comportement inhabituel de type saturation. Ce comportement reflète l'interaction complexe entre le couplage cohérent et les interactions.

S. Brandt, Hans Dieter Dahmen