Chapitre 3. Le point de vue du photon

Bernard Diu

Franck Laloë, Philippe Grangier

IntroductionComme beaucoup d'ouvrages, celui-ci est issu d'un cours présenté devant des étudiants pendant plusieurs années, d'un polycopié rédigé à cette occasion, ainsi que d'exposés préparés par ces mêmes étudiants pour en illustrer certains aspects.Au tout début, il s'agissait d'un cours du DEA "Physique quantique" dispensé à la fin des années 1970 au laboratoire de physique de l'ENS.L'objectif principal était de familiariser de futurs doctorants avec les techniques de calcul basées sur l'invariance par rotation, les opérateurs tensoriels irréductibles, le théorème de Wigner-Eckart, etc. Ces techniques, souvent importées de la physique nucléaire, étaient en effet devenues un outil de base en optique quantique, théorie du pompage optique, relaxation, etc. Avec cet objectif, il m'avait cependant semblé utile de replacer l'exposé dans un contexte un peu plus général, et de reprendre les idées de Wigner sur le rôle essentiel des générateurs du groupe de Poincaré.L'expérience a rapidement montré que cet aspect intéressait particulièrement les étudiants (ainsi d'ailleurs que l'enseignant !), et ce qui était au départ un cours de deux heures s'est rapidement développé en plusieurs chapitres.Au bout de quelques années, cet aspect plus fondamental était devenu une bonne moitié du cours.Le contenu de cet ouvrage reflète tout naturellement cette dualité dans les objectifs d'enseignement.Un premier point de vue est celui du lecteur désirant maîtriser le plus rapidement possible les outils techniques d'un tel cours.Après une introduction générale, il pourra directement passer aux chapitres VII et VIII qui exposent les résultats principaux concernant les symétries de rotation, ou au chapitre IX concernant les symétries d'échange entre particules.C'est également avec l'objectif de fournir des outils pratiques utiles que le complément D V , ainsi que l'appendice, font des incursions dans le domaine des symétries discrètes : la parité d'espace et le renversement du temps.Au lieu de considérer cette dernière comme une symétrie à part, comme c'est souvent le cas, nous la placerons dans le cadre général des symétries d'espace-temps.Un autre point de vue sera celui du lecteur qui, au contraire, désire privilégier les aspects fondamentaux.Il se dirigera alors plutôt vers les chapitres V et VI.La démarche qui y est présentée est celle de Wigner [4] dans le cadre de la relativité restreinte d'Einstein, et celle de 30] dans le cadre galiléen.Elle permet de montrer comment "le quantique émerge du classique" à partir d'hypothèses très générales : d'une part on suppose que l'espace-temps classique reste en mécanique quantique le cadre général permettant de décrire l'évolution des systèmes physiques, et d'autre part on suppose que cette description se fait dans un espace des états linéaire (et complexe).Inutile alors d'utiliser des "règles de quantification", plus ou moins artificielles et parfois ambigües, afin de passer d'une description classique à une description quantique d'un système physique.Les seules propriétés de l'espace-temps classique permettent en effet de prévoir l'existence

Benoı̂t Boulanger, S. Ducci, Jean‐Michel Gérard

Brigitte Léridon

Ce travail, centre autour de la comprehension du comportement a haute frequence (proche de la frequence de gap) d'un melangeur a jonction supraconducteur/isolant/supraconducteur (sis), comporte deux themes: l'intervention des courants josephson dans le fonctionnement du melange (bruit, pertes), et l'effet des processus d'absorption pour une frequence superieure au gap. La theorie de la supraconductivite de bardeen, cooper et schrieffer est rappelee au chapitre 2 et le fonctionnement d'un melangeur a jonction sis est decrit de maniere theorique et experimentale au chapitre 3. Des experiences mettant en lumiere le bruit ramene dans le processus de melange par des courants josephson parasites ont ete effectuees: ce bruit supplementaire se traduit par des pics de puissance de forme particuliere au voisinage des tensions de shapiro. Au chapitre 4 sont enumeres les problemes engendres par la presence de courants josephson dans un melangeur a quasiparticules ; les solutions utilisables (imposition d'un champ magnetique) sont donnees ainsi que leurs limitations. Enfin, le bruit engendre dans le melangeur par des courants josephson mal annules est calcule au voisinage des marches de shapiro et des simulations numeriques montrent qu'il n'est pas negligeable devant le bruit produit par les courants de quasiparticules. Il est prouve egalement que la part de bruit josephson dans le bruit total augmente avec la frequence de detection. La forme des pics de puissance de bruit est justifiee de maniere theorique. La contribution des courants josephson aux proprietes de conversion du melange est egalement discutee. Au chapitre 5 est decrite une methode systematique d'annulation du courant josephson dans les reseaux de jonctions en serie, qui fournit egalement une methode de caracterisation de ces reseaux du point de vue de leur homogeneite de surfaces et densites de courant critique. L'effet d'une radiation de frequence superieure au gap est discutee au chapitre 6 et des solutions technologiques sont donnees pour l'operation de jonctions au nb jusqu'au thz

J. Yvon

Dans le cadre d'une étude entreprise pour adapter la théorie quantique du rayonnement aux problèmes posés par la présence d'un milieu matériel macroscopique, on procède à l'analyse du rayonnement par la méthode des cumulants. On distingue aisément la radiation cohérente et les composantes incohérentes. L'essentiel de la radiation incohérente est représentée par le potentiel tenseur, généralisation du potentiel vecteur, dont on détaille les propriétés générales soit du point de vue quantique, soit du point de vue classique.

Christophe Galfard