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Séminaire général du Département de physique

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Une dualité onde-particule à échelle macroscopique ?
Yves Couder (ENS)

19 octobre 2006

Deux des expériences historiques de la mécanique quantique concernent les interférences à travers des trous d’Young. Successivement avec des photons (G.I Taylor 1909), puis avec des électrons, il a été montré que des figures d’interférences pouvaient être obtenues, même lorsque le flux était si faible que les particules passaient une par une à travers le système. Les figures d’interférences n’apparaissent alors que dans l’accumulation d’évènements successifs. On pense habituellement que ce comportement est strictement réservé aux systèmes quantiques. Nous montrerons qu’un comportement très similaire apparaît dans un système de physique classique.
Cette expérience repose sur un objet nouveau où, sur un substrat liquide oscillant, une goutte rebondissante est associée à l’onde de surface qu’elle émet. Il existe un régime où la goutte et son onde associée deviennent spontanément propagatives et forment ce que nous appellons un "marcheur". Il s’agit d’un objet symbiotique entre la particule et son onde: si la goutte disparait l’onde s’évanouit ; à l’inverse, si l’onde est amortie la goutte s’arrête. Nous discuterons les propriétés des marcheurs et nous montrerons que les interactions qu’ils ont entre eux et avec le monde extérieur sont médiées par leurs ondes. En particulier, lorsqu’un marcheur passe à travers une fente qui réduit l’extension transverse de son onde, il est dévié de façon apparemment aléatoire. Toutefois une figure de diffraction est recouvrée dans l’histogramme de nombreux évènements successifs. De même, à travers deux fentes d’Young une figure d’interférence apparaît. Les différences et similarités de ce système classique avec la situation quantique seront discutées.

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Yves Couder Yves Couder (ENS)
Laboratoire Matière et Systèmes Complexes (MSC) - Equipe Systèmes Hors-équilibre de l’Université Paris Diderot.

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