Expérience d?Afshar - Définition
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Interprétation
Afshar dit que la lumière présente un caractère ondulatoire lorsqu'elle passe entre les fils métalliques, puisque la probabilité de présence des photons semble être en corrélation avec la figure d'interférence, mais présente également un caractère corpusculaire après avoir été focalisée par la lentille sur un seul des photo détecteurs.
En conclusion, ce comportement contredit le principe de complémentarité puisque les caractères ondulatoires et corpusculaires sont simultanément mis en évidence.
Description de l'expérience
L'expérience se base sur les fentes de Young. Dans la variante d'Afshar, il s'agit de trous et non de fentes. Après les trous, une lentille focalise la lumière de telle façon que la lumière issue de chaque trou soit focalisée sur un photo détecteur indépendant (fig 3). De cette façon, un photon passant par le trou numéro 1 sera exclusivement reçu sur le photo détecteur 1 et vice-versa. Configuré ainsi, le montage permet de s'assurer de la nature corpusculaire des photons.
Parallèlement, les franges d'interférence continuent d'être matérialisées entre les trous et la lentille. Le fait de les observer directement fait qu'aucun photon ne parvient plus aux photo détecteurs. L'idée d'Ashfar est de placer une grille à l'emplacement où se forment les franges d'interférence. Cette grille, constituée de fils métalliques très fins est disposée de telle façon que chacun des fils soit situé à l'emplacement d'une bande sombre de la figure d'interférence. Pour parvenir à cela, la figure d'interférence est tout d'abord mesurée afin de déterminer la position de chacun des fils.
Si un trou est ouvert (Fig 4), la figure d'interférence ne peut plus se former, celle-ci étant remplacée par une tache de lumière. Une partie des photons est alors stoppée par les fils métalliques, ce qui a pour effet de dégrader la qualité de l'image d'autant plus qu'un phénomène de diffraction apparait en raison de la présence du réseau de fils métalliques. Ces effets ont réellement été observés lors de l'expérience.
Maintenant, on laisse passer la lumière par les deux trous (Fig 5). La dégradation de l'image par les fils métalliques est alors fortement atténuée, les résultat est comparable à ce que l'on obtient lorsque la grille de fils n'est pas installée. Par conséquent, on peut supposer que les photons évitent les fils métalliques, ce qui signifierait qu'ils passent préférentiellement là où la figure d'interférence présente des maximums d'intensité.
Par ailleurs, cette expérience donne les mêmes résultats que l'on utilise une source de photons individuels (laser impulsionnel) ou une source à débit continu (laser classique).
