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L'étude d'une dualité onde-particule à l'échelle macroscopique

Séminaire du Département de Physique

 

Mercredi 2 mai 2012 - 18h00 - Amphi Schrödinger

 

Yves Couder (Laboratoire Matière et Systèmes Complexes, Université Paris-Diderot)


 


 


gouttes

 


Comment une onde étendue et une particule localisée peuvent-elles avoir une dynamique commune? Il s'agit là d'une question ancienne qui a fondé la physique quantique puisque le comportement des objets élémentaires est dominé par la dualité onde-particule. Parfaitement décrite dans le cadre de la mécanique quantique, cette dualité échappe cependant à notre intuition et elle est habituellement considérée comme sans équivalent possible en physique classique.
Nous avons récemment montré qu'une gouttelette, rebondissant sur une surface liquide vibrée, peut se coupler aux ondes de surface qu’elle génère. Elle forme alors un “marcheur” auto-propulsé associant une particule à une onde. Dans ce système d'échelle macroscopique se pose précisément la question de la compatibilité du mouvement d'une onde et de celui d'une particule. Je discuterai les expériences très variées que nous avons mené pour comprendre cette forme particulière de dualité. On verra que, de manière inattendue, on retrouve dans ce système une forme de principe d'incertitude ainsi qu'une forme de quantification.
On montrera que dans ces expériences la structure du champ d'onde contient une mémoire de la trajectoire récente de la particule. C'est cet effet de « mémoire de chemin » qui est responsable des comportements observés. Les limites dans lesquelles ce système macroscopique et dissipatif peut être comparé aux objets quantiques seront discutées.