polarisation de l'électron

Ce document du CNRS montre comment on peut expérimentalement créer des électrons polarisés circulairement. La découverte de la polarisation des électrons est plus récente que celle de la lumière. La polarisation de la lumière a été bien améliorée depuis que Louis MALUS l'a découverte en 1809. L'onde électromagnétique – contrairement aux ondes sonores – se propage selon un mode vectoriel. Il existe 3 axes orthogonaux : a) l'axe de propagation ; b) l'axe d'oscillation du champ magnétique ; c) l'axe d'oscillation du champ électrique. Il y a 3 types de polarisation de la lumière : a) la polarisation circulaire où la vibration s'opère autour de l'axe de propagation ; b) la polarisation elliptique (proche du type a) ; c) la polarisation rectiligne (par exemple vertical ou horizontal comme pour le filtre des lunettes 3D). La polarisation des photons est parfaitement traitée par le modèle standard mais la cause physique de la propagation des photons, reste un épais mystère. Cela fera l'objet d'un futur billet.

1. Le vrai/faux spin : comme on l'a vu dans le billet précédent, le spin intrinsèque et constant de l'électron n'a rien à voir avec une rotation. Sa dimension M L²/T peut avoir deux causes physiques différentes l'une de l'autre : a) le moment cinétique (ou angulaire) qui implique une rotation ; b) l'oscillation radiale intrinsèque d'une surface L². Dans le cas (b) le mot « spin » (qui désigne une rotation) est mal employé. Cependant, rien n'empêche de provoquer artificiellement une rotation quelconque (pas intrinsèque ni constante) à un électron. Il s'agit là de polarisation circulaire. Les différentes expériences montrent que ce spin peut être cédé à d'autres particules incidentes telles que les atomes. Cependant, la description de ces expériences emploie systématiquement le mot « spin » pour désigner celui relatif à la polarisation et celui qui est intrinsèque.

2. Influence de la polarisation sur l'oscillation radiale  : la mesure de la masse de l'électron est une perturbation qui l'amène à se rétracter à sa taille corpusculaire. On mesure ainsi la moyenne de sa masse. La masse diminue comme le rayon et la conservation du moment angulaire est assurée. Ainsi la rotation (polarisation circulaire), reste inchangée lors de la réduction corpusculaire. 


Commentaires

  1. L'électron tourne..... seulement quand il est polarisé !

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  2. Bonjour Mr MAREAU.

    J'aurais encore besoin de vos lumières : il s'agit de l'aspect magnétique du spin.

    Comme le rappelle le document du CNRS que vous citez, "le spin ... est un moment angulaire intrinsèque auquel est associé un moment magnétique."
    Cela m'a toujours fait considérer la particule - ici l'électron - comme étant porteur d'un effet magnétique, intrinsèque également.
    Or, le magnétisme ne crée-t-elle pas, en principe, une orientation spatiale, du fait de l'existence de pôles (N et S) ? Cela ne voudrait-il pas dire que l'électron, qui a un spin, est une sorte de dipôle magnétique ?
    Donc susceptible de créer ou de réagir à un champ magnétique dans son environnement proche. Et de s'orienter spatialement (+1/2 ou -1/2) dans son interaction avec le spin du noyau ?

    Je ne sais pas si je suis très clair dans mon questionnement ...

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  3. Oui cher Jihems, il y a bien une orientation créée par le moment magnétique mais il ne faut pas le confondre avec le moment cinétique ou angulaire qui est en fait une impulsion de surface L² (selon oscar). C'est le déplacement radial et alterné de la charge e.

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  4. Merci pour votre réponse. Bonne fin de journée !

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    1. Oui je n'ai pas terminé ma phrase : "C'est le déplacement radial et alterné de la charge e", qui génère l'axe de l'aimant électron.

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  5. Bonsoir Mr Mareau, je reprends la lecture des deux derniers posts et me rends compte que l'approche sur le spin a évolué. Certaines questions reviennent donc:
    1- Les oscillateurs dipolaires du BEC sont-ils toujours porteurs d'un spin?
    2- Quand on fait une mesure sur un électron, on se concentre alors sur son aspect corpusculaire (masse, position), mais hors mesure, il est onde, alors où passe la masse? qui la porte? l'onde oscillante radialement ou bien le tissu subquantique?
    3- idem pour la charge? qu'est ce qui porte la charge? l'onde oscillante radialement ou bien le demi dipôle subquantique associé?
    4- quelle est la cause physique de la charge? la variation de M?
    5. si un électron perd sa connexion subquantique (choc galaxie par exemple), son oscillation s'arrête-t-elle? si oui, il perd alors sa charge et son magnétisme et se concentre en particule invisible, sauf éventuellement trahi par l'effet "gravitationnel" lié à sa masse.
    6. charge/magnétisme est-elle une dualité?
    7. cette dualité est-elle le pendant de la dualité ML quand M et L sont séparés (quantique)?

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  6. Bonjour LC,

    1/ oui ils sont toujours "porteurs de spin" mais j'ai évolué sur l'aspect physique du spin : Il est le fruit du déplacement radial d'une surface ayant donc la dimension d'un moment cinétique M L² / T. Ainsi pour conserver la densité au fur et à mesure que croît l'aire d'une couche, les surfaces élémentaires sont en croissance (les dipôles sont ainsi des cônes de révolution). Cependant, cela revient quand même à anneau magnétique qui évolue d'une manière hélicoïdale avec le rayon de la couche considérée dans le BEC. Mais cette "rotation" n'est pas calibrée comme le spin lié à la constante de Planck.
    2-3/ la mesure créée la rétractation (réduction du paquet d'ondes) mais elle représente, selon moi, la moyenne de la masse. La masse et la charge sont les éléments physiques des deux états (onde et corpuscule).
    4/ La charge est une composante de la masse car : e = f(ML). Sans cette composante, les deux masses d'un dipôle, ne seraient plus liées et ne s'annuleraient plus pour former un zéro relatif !
    5/ Un électron est forcément toujours lié aux dipôles subquantiques et l'oscillation est un principe incontournable y compris pour la matière noire, voire des dipôles stochastiques primordiales.
    6/ Oui il y a dualité entre l'effet coulombien de la charge (statique) et l'effet magnétique (force de Lorentz par déplacement de la charge).
    7/ L'effet magnétique – perpendiculaire à l'effet coulombien – ne participe pas à la cohésion longitudinale des deux branches du dipôle. En revanche, cet effet permet de séparer les dipôles entre eux sur les couches en évolution. Il ressort, que cet effet disparaît au point de rebroussement car v = 0. C'est ce qui permet la superposition des dipôles sur la seule couche externe. Cela génère une dualité fondamentale : a) l'aire (hologramme ou peau) où naissent les monopôles (matière) ; b) le volume qui entre en mitose en conservant les dipôles (avec zéro relatif) qui forment l'espace-temps.

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