L'émission électromagnétique pendant l'effet tunnel

Bruno Escoubès, J. Leite Lopes

AVANT-PROPOSNous sommes heureux de présenter une ré-impression de l'ouvrage de José Leite Lopes et Bruno Escoubès, Sources et évolution de la physique quantique.Textes fondateurs, dont la première édition, parue en 1994', avait été très vite épuisée.La réédition était demandée par beaucoup, et les auteurs-organisateurs de ce précieux recueil de textes et leurs ayants-droits nous en ont confié la charge.Elle était particulièrement opportune en cette << Année internationale >> de la physique, décidée par l'ONU2 et lancée par l'UNESCO à l'occasion du centenaire de la publication des travaux de 1'« année d'or >> d'Einstein, puisque les textes rassemblés s'inscrivent dans la suite directe de ces recherches pionnières, dégageant ce qui apparaissait peu à peu comme la voie royale de la physique de la matière élémentaire, atomique, nucléaire et subnucléaire.Cet ouvrage est susceptible d'aider à renouer, sur des problématiques contemporaines, le fécond et nécessaire dialogue des sciences avec la philosophie.Ces << textes fondateurs >> sont dus à la plume de physiciens importants du XXe siècle, et les organisateurs du recueil sont également physiciens.J. Leite Lopes, qui fut l'élève de Wolfgang Pauli et de José-Maria Jauch lors de ses années de doctorat aux États-Unis, ami de Richard Feynman, de David Bohm, et de nombreux autres physiciens prestigieux, est connu internationalement par ses travaux, notamment sur les interactions faibles (on lui doit une première esquisse de leur unification avec les interactions électromagnétiques dans le domaine quantique) ; il fut lui-même l'un des pionniers de la physique théorique au Brésil, grand professeur et créateur d'institutions qui ont formé des générations de chercheurs du Brésil et d'Amérique latine.Homme de progrès, il fut proscrit par la dictature militaire qui sévit dans son pays des années 1960 jusqu'au début des années 1980.Nourri de culture française, c'est en France qu'il trouva l'accueil qui lui permit la poursuite de ses travaux : à l'université Louis Pasteur de Strasbourg où il a enseigné jusqu'à sa retraite, reprenant ensuite ses activités au Brésil où il se trouve aujourd'hui.Pendant son séjour en France, il engagea de fructueuses collaborations avec les physiciens expérimentateurs, et promut des dialogues riches et stimulants avec des chercheurs d'autres disciplines, et notamment des philosophes, suscitant la fondation du Séminaire sur les Fondements des Sciences de Aux éditions Masson (Paris).Lors de sa 58e Assemblée Générale.

Jean-Louis Basdevant

Serge Doiron

L'effet tunnel est un processus fondamental de la mécanique quantique et de la physique des ondes en général. En vertu de ce phénomène, une particule est capable de franchir une barrière qui lui est interdite classiquement. Même si la théorie gouvernant ce processus est établie depuis longtemps, son interprétation demeure au cœur d'un débat. L'origine de ce débat découle d'une prédiction théorique faite par Joseph Thomas E. Hartmann en 1962 qui prédit que le temps que prend une particule pour franchir une barrière tend vers une constante lorsque l'épaisseur de la barrière tend vers l'infini. Cette prédiction théorique semble alors suggérer une vitesse de propagation infinie. Plusieurs expériences supportent cette interprétation du phénomène, mais en raison des dimensions typiques sur lesquelles l'effet est observé (Å), elles étaient limitées aux observations de l'onde avant et après la barrière seulement, et non à l'intérieur de celle-ci. En utilisant un système macroscopique, nous avons réussi à observer l'évolution temporelle d'une onde à l'intérieur d'une barrière interdite. Ces résultats sont ensuite comparés avec un modèle numérique du système, ainsi qu'avec les prédictions théoriques récentes de Winful. Nous discuterons finalement de l'interprétation et de la signification physique de nos résultats, tout en tentant d'éclaircir l'interprétation du phénomène de l'effet tunnel.

Philippe Sautet

Amaury Mouchet

Ce mémoire d'Habilitation à Diriger des Recherches présente de façon synthétique mon activité professionnelle s'étalant sur une période qui couvre mon activité de recherche au Laboratoire de Mathématiques et de Physique Théorique depuis le printemps \oldstyle{1997} en tant que ma\^{\i}tre de conférences de l'université François Rabelais de Tours. Après une fiche signalétique qui décrit surtout mon activité d'enseignement, d'administration et d'animation au sein du département de physique et du laboratoire, ce mémoire s'articule autour de deux axes qui en constituent les deux chapitres et s'accompagne d'une bibliographie détaillée. Le premier, intitulé << Effet tunnel chaotique >> est consacré à l'étude de processus quantiques interdits à la physique classique réelle. Pourtant, paradoxalement, le caractère intégrable ou chaotique de la dynamique hamiltonienne influence considérablement l'effet tunnel, sur plusieurs ordres de grandeurs. Après un rappel du contexte historique dans lequel s'inscrit l'effet tunnel en général et l'effet tunnel chaotique en particulier, je reproduis cinq de mes articles publiés sur ce sujet et les accompagne tous d'une présentation en soulignant leurs contributions originales. Il s'agit d'un travail théorique qui s'appuie souvent sur des expériences numériques et qui, pour trois articles, est explicitement relié à des expériences sur des atomes froids. Ce chapitre se clôt sur un programme de recherche étayé par des arguments précis. Le second chapitre intitulé << Méthode différentielle >> porte sur un thème et des motivations complètement distincts du précédent. Il s'agit ici, de mettre en {\oe}uvre une stratégie qui vise à donner un encadrement de l'énergie fondamentale d'un système en s'appuyant sur une man{\oe}uvre radicalement différente des méthodes éprouvées comme l'approche perturbative ou l'approche variationnelle. Je reproduis les trois articles que j'ai publiés sur ce sujet, proche de la physique mathématique et, comme dans le chapitre précédent, ils sont accompagnés d'une présentation ainsi que d'un tableau des perspectives qu'ils suscitent.

Alfred Kastler