Menu
Recherchez sur ce site
Une première : générer à la demande des électrons indiscernables
28 janvier 2013
Les interférences "habituelles" entre particules sont obtenues en proposant à un même photon de suivre deux chemins différents. On dit alors qu’"un photon interfère avec lui-même". L’un des résultats marquants de l’optique quantique a été de montrer que l’on peut réaliser un autre type d’interférences entre deux photons différents provenant de deux sources de lumière indépendantes.
Il faut pour cela fabriquer deux photons identiques. Des physiciens du Laboratoire Pierre Aigrain - LPA (CNRS / ENS Paris / UPMC / Université Paris Diderot / Collège de France), en collaboration avec des chercheurs du Laboratoire CNRS de photonique et de nanostructures - LPN, et du Laboratoire de physique de l’ENS Lyon (CNRS / ENS Lyon/Univrsité de Lyon 1), viennent de démontrer pour la première fois la même chose avec des particules de matière (des électrons) : ils sont parvenus à réaliser des interférences entre deux électrons provenant de deux sources différentes. Il est désormais possible de réaliser "à la demande" des électrons indiscernables. Ces travaux permettent d’envisager de coder et de traiter de l’information quantique sur des électrons itinérants comme on le fait avec les photons dans les fibres optiques.
Le gaz d’électron bidimensionnel est représenté en vert. Les sources d’électrons uniques, situées aux extrémités gauche et droite de la figure, sont constituée d’un ilot du gaz d’électron de taille submicronique appelé boite quantique. Les électrodes métalliques de couleur or déposées au dessus de chaque émetteur permettent de déclencher l’émission d’un électron depuis la boite quantique. Les électrons émis par chaque source, représentés par un paquet d’onde se propagent alors le long du bord de l’échantillon vers une lame séparatrice électronique constituée des deux électrodes or au centre de la figure. Lorsqu’un électron parvient sur la lame (l’autre entrée restant vide), il ressort aléatoirement dans l’une des deux sorties. La figure représente le cas de parfaite synchronisation entre les sources, les électrons émis par chaque émetteur parviennent simultanément sur la lame séparatrice. L’effet d’interférences à deux particules se manifeste alors par la sortie systématique des deux électrons dans deux bras de sortie distincts de la lame séparatrice.
Crédits : D. Darson, Laboratoire Pierre Aigrain, Ecole Normale Supérieure, Paris.
En savoir plus
Coherence and Indistinguishability of Single Electrons Emitted by Independent Sources, E. Bocquillon1, V. Freulon1, J.-M Berroir1, P. Degiovanni2, B. Plaçais1, A. Cavanna3, Y. Jin3, G. Fève1. Science, 25 janvier 2013, vol 339, p. 417.
Contact chercheur
Gwendal Fève, maître de conférences, École Normale Supérieure
Jean-Marc Berroir, professeur, École Normale Supérieure
Bernard Plaçais, directeur de recherche CNRS
Pascal Degiovanni, directeur de recherche CNRS
Informations complémentaires
1Laboratoire Pierre Aigrain (LPA),
2Laboratoire de physique de l’ENS Lyon,
3Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN),
Contacts INP
Jean-Michel Courty,
Catherine Dematteis,
Simon Jumel,
inp-communication cnrs-dir.fr
