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wiki:projets:inegalites_de_bell [2016/04/11 09:24]
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wiki:projets:inegalites_de_bell [2020/10/05 14:37] (Version actuelle)
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| le détail de la manipulation expérimentale. | le détail de la manipulation expérimentale. |
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| un journal de bord qui rendra compte, séance par séance, de l'état d'avancement du projet. C'est cette partie qui sera le coeur de ce "wiki", en montrant comment ce projet va se développer. | un journal de bord qui rendra compte, séance par séance, de l'état d'avancement du projet. C'est cette partie qui sera le coeur de ce "wiki", en montrant comment ce projet va se développer.\\ |
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| | La totalité des manipulations expérimentale ont été effectuée en groupe (Harry Nicolas et Floriane, dans un premier temps, Harry et Floriane la majeur partie du semestre).\\ |
| | Le rôle de scribe a été tenu par Floriane.\\ |
| | Le rôle de secrétaire (rédaction du journal de bord) a été tenu par Harry.\\ |
| | Les rôles se sont inversés a partir du 18/03/2016 |
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| ==== Description théorique ==== | ==== Description théorique ==== |
| En d’autres termes, si le premier photon mesuré est de polarisation horizontale $|Ha\rangle$, nous pouvons dire avec certitude que le deuxième sera mesuré avec une polarisation horizontale $|Hb\rangle$.\\ | En d’autres termes, si le premier photon mesuré est de polarisation horizontale $|Ha\rangle$, nous pouvons dire avec certitude que le deuxième sera mesuré avec une polarisation horizontale $|Hb\rangle$.\\ |
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| * Maintenant si on tourne un analyseur de 90° par rapport au a l’autre (a=b+$\frac{\Pi}{2}$) on peut de nouveau calculer les probabilités conjointes, et cette fois ci : | * Maintenant si on tourne un analyseur de 90° par rapport au a l’autre (a=b+$\frac{\Pi}{2}$) on peut de nouveau calculer les probabilités conjointes, et cette fois ci : |
| $$P_{Ha,Hb}(a,b)=P_{Va,Vb}(a,b)=0$$ | $$P_{Ha,Hb}(a,b)=P_{Va,Vb}(a,b)=0$$ |
| $$P_{Ha,Vb}(a,b)=P_{Va,Hb}(a,b)=\frac{1}{2}$$ | $$P_{Ha,Vb}(a,b)=P_{Va,Hb}(a,b)=\frac{1}{2}$$ |
| Ici, si le premier photon est mesuré dans l’état $|Ha\rangle$, on peut dire avec certitude que le deuxième sera mesuré dans l’état $|Vb\rangle$\\ | Ici, si le premier photon est mesuré dans l’état $|Ha\rangle$, on peut dire avec certitude que le deuxième sera mesuré dans l’état $|Vb\rangle$\\ |
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| * Dans un dernier cas considérons un analyseur orienté de 45° par rapport à l’autre (a=b+$\frac{\Pi}{4}$). | * Dans un dernier cas considérons un analyseur orienté de 45° par rapport à l’autre (a=b+$\frac{\Pi}{4}$). |
| $$P_{Ha,Hb}(a,b)=P_{Va,Vb}(a,b)=P_{Ha,Vb}(a,b)=P_{Va,Hb}(a,b)=\frac{1}{4}$$ | $$P_{Ha,Hb}(a,b)=P_{Va,Vb}(a,b)=P_{Ha,Vb}(a,b)=P_{Va,Hb}(a,b)=\frac{1}{4}$$ |
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| On place à présent la lame demi-onde devant le BBO à 22,5° de manière à être dans une superposition d'états |V> et |H> équirépartie. On place devant chaque coupleur un analyseur et on cherche à égaliser le nombre de coïncidences lorsque les analyseurs sont tous les deux verticaux et tous les deux horizontaux. On se retrouve donc avec un mélange de photons verticaux et horizontaux et le nombre de détections individuelles n'est pas modifié si l'on tourne les analyseurs. Une fois que l'on a vérifié cela ( cf courbe d'invariance par rotation dans le journal de bord ), nous pouvons réaliser les 16 mesures pour tester les inégalités de Bell.\\ | On place à présent la lame demi-onde devant le BBO à 22,5° de manière à être dans une superposition d'états |V> et |H> équirépartie. On place devant chaque coupleur un analyseur et on cherche à égaliser le nombre de coïncidences lorsque les analyseurs sont tous les deux verticaux et tous les deux horizontaux. On se retrouve donc avec un mélange de photons verticaux et horizontaux et le nombre de détections individuelles n'est pas modifié si l'on tourne les analyseurs. Une fois que l'on a vérifié cela ( cf courbe d'invariance par rotation dans le journal de bord ), nous pouvons réaliser les 16 mesures pour tester les inégalités de Bell. Il s'agit de régler les deux analyseurs selon des angles spécifiques et de comptés le nombre de coïncidences détectées. Le détail des données se trouve dans le journal de bord, à la séance du 16/03\\ |
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| ===== Journal de bord ===== | |
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| | ===== Journal de bord =====\\ |
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| __Séance du 13/01/2016:__( 6 heures )\\ Cette première réunion de groupe a été pour nous l'occasion de nous entendre sur une idée plus précise du sujet et du cadre de travail ainsi que de définir nos objectifs. L'idéal serait de monter une expérience ressemblant à celles d'Alain Aspect à Orsay dans les années 1980. Cela pose déjà la question du matériel nécessaire ainsi que du niveau requis car il semblerait que cette expérience soit confiée à des étudiants en fin de master de physique. Avant cette réunion, nous sommes allés voir Quentin Glorieux ( notre professeur de mécanique quantique ). Il nous a appris que l'ENS stockait le matériel nécessaire à Jussieu et nous a proposé de se renseigner sur la possibilité de l'emprunter. Nous avons créé un compte GMail pour le projet. Nous sommes pour l'instant assujettis à l'approbation de l'ENS. Une autre possibilité serait d'aller à Orsay afin d'observer cette manipulation qui est proposée, déjà montée, aux étudiants de SupOptique. Nous prévoyons donc de commencer par étudier l'aspect théorique des inégalités de Bell. Nous prenons rendez-vous pour le 15.\\ __Séance du 15/01/2016:__( 4 heures )\\ Programme : finir de lire la présentation "naïve" des inégalités de Bell et lire le protocole de TP de SupOptique. Cela nous permet de nous familiariser avec la théorie ainsi qu'avec le matériel nécessaire. Suite à notre mail, Quentin Glorieux nous apprend que l'ENS nous permet d'accéder au matériel.\\ __Séance du 18/01/2016:__( 1 heure )\\ Quentin Glorieux nous a présenté le matériel. Première chose à faire : réaliser un inventaire complet. Il faut, de plus, identifier ce qui pourrait manquer et faire un schéma précis du montage que nous souhaiterions réaliser.\\ __Séance du 19/01/2016:__( 4 heures )\\ __Inventaire:__\\ 4 cubes séparateurs : 2 PBS 810nm, 2 non identifiés\\ 2 fibres optiques monomodes\\ 2 fibres optiques multimodes\\ 3 coupleurs\\ 1 cristal BBO 800nm 5*5*5\\ 2 lames demi-onde 400nm\\ 2 lames demi-onde 800nm\\ Une vingtaine de lentilles de différentes focales\\ Des miroirs dans le visibles et dans l'infrarouge\\ 2 filtres à 810nm\\ 1 compensateur de Babinet\\ 1 polariseur\\ 1 Optical Isolator "isowave"\\ 2 lasers He-Ne à 632nm\\ 1 puissance mètre\\ 1 diode laser à 405nm\\ 1 controleur de température\\ 1 controleur d'intensité\\ 2 compteurs de photons\\ Des photodiodes à avalanche (APD)\\ 1 compteur de coïncidences\\ 1 oscilloscope\\ Du matériel optique ( banc optique, socles, produits nettoyants )\\ Matériel supplémentaire prêté par Quentin Glorieux : 6 montures de miroir, 10 miroirs or, 6 tiges, 1 laser d'ajustation | __Séance du 13/01/2016:__( 6 heures )\\ Cette première réunion de groupe a été pour nous l'occasion de nous entendre sur une idée plus précise du sujet et du cadre de travail ainsi que de définir nos objectifs. L'idéal serait de monter une expérience ressemblant à celles d'Alain Aspect à Orsay dans les années 1980. Cela pose déjà la question du matériel nécessaire ainsi que du niveau requis car il semblerait que cette expérience soit confiée à des étudiants en fin de master de physique. Avant cette réunion, nous sommes allés voir Quentin Glorieux ( notre professeur de mécanique quantique ). Il nous a appris que l'ENS stockait le matériel nécessaire à Jussieu et nous a proposé de se renseigner sur la possibilité de l'emprunter. Nous avons créé un compte GMail pour le projet. Nous sommes pour l'instant assujettis à l'approbation de l'ENS. Une autre possibilité serait d'aller à Orsay afin d'observer cette manipulation qui est proposée, déjà montée, aux étudiants de SupOptique. Nous prévoyons donc de commencer par étudier l'aspect théorique des inégalités de Bell. Nous prenons rendez-vous pour le 15.\\ __Séance du 15/01/2016:__( 4 heures )\\ Programme : finir de lire la présentation "naïve" des inégalités de Bell et lire le protocole de TP de SupOptique. Cela nous permet de nous familiariser avec la théorie ainsi qu'avec le matériel nécessaire. Suite à notre mail, Quentin Glorieux nous apprend que l'ENS nous permet d'accéder au matériel.\\ __Séance du 18/01/2016:__( 1 heure )\\ Quentin Glorieux nous a présenté le matériel. Première chose à faire : réaliser un inventaire complet. Il faut, de plus, identifier ce qui pourrait manquer et faire un schéma précis du montage que nous souhaiterions réaliser.\\ __Séance du 19/01/2016:__( 4 heures )\\ __Inventaire:__\\ 4 cubes séparateurs : 2 PBS 810nm, 2 non identifiés\\ 2 fibres optiques monomodes\\ 2 fibres optiques multimodes\\ 3 coupleurs\\ 1 cristal BBO 800nm 5*5*5\\ 2 lames demi-onde 400nm\\ 2 lames demi-onde 800nm\\ Une vingtaine de lentilles de différentes focales\\ Des miroirs dans le visibles et dans l'infrarouge\\ 2 filtres à 810nm\\ 1 compensateur de Babinet\\ 1 polariseur\\ 1 Optical Isolator "isowave"\\ 2 lasers He-Ne à 632nm\\ 1 puissance mètre\\ 1 diode laser à 405nm\\ 1 controleur de température\\ 1 controleur d'intensité\\ 2 compteurs de photons\\ Des photodiodes à avalanche (APD)\\ 1 compteur de coïncidences\\ 1 oscilloscope\\ Du matériel optique ( banc optique, socles, produits nettoyants )\\ Matériel supplémentaire prêté par Quentin Glorieux : 6 montures de miroir, 10 miroirs or, 6 tiges, 1 laser d'ajustation |
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| {{ :wiki:projets:angle.png?300 |}} | {{ :wiki:projets:angle.png?300 |}} |
| Au préalable, nous avons calculé les angles à reporter sur les lames demi-onde : | Au préalable, nous avons calculé les angles à reporter sur les lames demi-onde : |
| $$a=0° |Va\rangle=81° et |Ha\rangle=36°$$ | $$a=0° |Va\rangle=81° et |Ha\rangle=36°$$ |
| $$b=22,5° |Vb\rangle=69.25° et |Hb\rangle=23.25°$$ | $$b=22,5° |Vb\rangle=69.25° et |Hb\rangle=23.25°$$ |
| $$a'=45° |Va'\rangle=103.5° et |Ha'\rangle=58.5°$$ | $$a'=45° |Va'\rangle=103.5° et |Ha'\rangle=58.5°$$ |
| Facteur de normalisation : 2596\\ | Facteur de normalisation : 2596\\ |
| Nous avons calculé les quatre coefficients de corrélation, E(a,b), E(a,b’), E(a’,b) et E(a’,b’), associé aux mesures des coïncidences.\\ | Nous avons calculé les quatre coefficients de corrélation, E(a,b), E(a,b’), E(a’,b) et E(a’,b’), associé aux mesures des coïncidences.\\ |
| E(a,b)=0.3410\\ | |
| E(a',b)=-0.388\\ | |
| E(a',b')=-0.2655\\ | |
| E(a,b')=-0.5457\\ | |
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| Enfin nous avons calculé S. Nous avions effectué deux première séries de mesures qui nous ont amené a trouver une valeur négative de S.\\ | Enfin nous avons calculé S. Nous avions effectué deux première séries de mesures qui nous ont amené a trouver une valeur négative de S.\\ |
| | o.Série 1\\ |
| | E(a,b)=-0.0529\\ |
| | E(a',b)=-0.3739\\ |
| | E(a',b')=-0.6291\\ |
| | E(a,b')=-0.4879\\ |
| S1=-0.568\\ | S1=-0.568\\ |
| | o.Série 2\\ |
| | E(a,b)=-0.0114\\ |
| | E(a',b)=-0.3967\\ |
| | E(a',b')=-0.6236\\ |
| | E(a,b')=-0.5139\\ |
| S2=- 0.495\\ | S2=- 0.495\\ |
| Ces valeurs de S sont comprises, entre -2 et 2.\\ | Ces valeurs de S sont comprises, entre -2 et 2.\\ |
| Nous nous sommes alors rendu compte que le schéma sur lequel nous nous basions était incorrect, et que deux angles étaient inversés. | Nous nous sommes alors rendu compte que le schéma sur lequel nous nous basions était incorrect, et que deux angles étaient inversés. |
| Nous avons alors effectué une troisième série de mesure (dont les coefficients de corrélations sont reportés ci dessus), ce qui nous a permis d’obtenir un S positif, mais toujours compris entre -2 et 2.\\ | Nous avons alors effectué une troisième série de mesure (dont les coefficients de corrélations sont reportés ci dessus), ce qui nous a permis d’obtenir un S positif, mais toujours compris entre -2 et 2.\\ |
| | o.Série 3\\ |
| | E(a,b)=0.3410\\ |
| | E(a',b)=-0.388\\ |
| | E(a',b')=-0.2655\\ |
| | E(a,b')=-0.5457\\ |
| S3=0.43 \\ | S3=0.43 \\ |
| Nous cherchons a expliquer pourquoi, malgré les vérifications préliminaires que nous avons fait sur le montage, le S que nous mesurons ne viole pas les inégalité de Bell.\\ | Nous cherchons a expliquer pourquoi, malgré les vérifications préliminaires que nous avons fait sur le montage, le S que nous mesurons ne viole pas les inégalité de Bell.\\ |
| Nous nous sommes entendu sur le plan de l'article qui comportera une introduction, une partie théorique, une partie expérimentale, une discussion des résultats, une conclusion et éventuellement un abstract de quelques lignes. \\ | Nous nous sommes entendu sur le plan de l'article qui comportera une introduction, une partie théorique, une partie expérimentale, une discussion des résultats, une conclusion et éventuellement un abstract de quelques lignes. \\ |
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| | __14/04/2016__:( 6 heures 30 min )\\ |
| | Nous nous sommes réunis afin de finaliser l'article et de l'envoyer a Michela PETRINI. La partie discussion des résultat est encore a revoir, mais nous nous rapprochons de la version finale.\\ |
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| | __15/04/2016:__:(30min)\\ |
| | Nous avons rencontré Michela PETRINI pour discuter de l'article. Elle nous a conseillé de faire quelques rectifications concernant la partie discussion, et de nous montrer plus clairs et concis dans nos descriptions théoriques et expérimentales. L'introduction sera aussi remaniée afin d'exposer plus en détaille les enjeux du débats.\\ |
| | Harry se charge de modifier un peu la mise en page de l'article et de rectifier la partie discussion, ainsi que la partie théorique.\\ |
| | Floriane se charge de rectifier la partie expérimentale et l'introduction.\\ |
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