Mécanique quantique

Les problèmes de Mécanique Quantique que l'on trouvera dans ce recueil correspondent à des sujets d'examens posés à l'École Polytechnique dans les années 1980-1995. La nature de ces examens, qui sont pris en compte dans un concours de sortie, oblige les enseignants de cette École à concevoir et construire, chaque année, des sujets qui n'existent pas dans la littérature (la même obligation qu'à l'agrégation). Il s'agit donc d'un ensemble de problèmes complètement originaux dans leur thème et leur contenu. Tous ces problèmes consistent en une mise en application des principes de la mécanique quantique sur des situations expérimentales, ou des applications concrètes, pour la plupart très récentes, comme le problème des « chatons » de Schrodinger, la cryptographie quantique, les expériences d'Alain Aspect sur les inégalités de Bell, ou les excitons magnétiques dans les chaînes de spins. Ces problèmes, de difficulté comparable, sont classés en fonction du degré d'avancement dans un cours de structure classique.

Les problèmes 1 à 6 portent sur les principes généraux de la mécanique quantique et ses premières applications ; les problèmes 7 à 10 sur la physique atomique et le moment cinétique ; les problèmes 11 à 21 incorporent le spin 1/2 ; les problèmes 22 à 24 traitent des probabilités de transition. Au début de l'ouvrage, figure un formulaire qui définit les notations utilisées et rappelle les formules de base.



SOMMAIRE

1. Molécule diatomique instable. 2. Centres colorés dans les cristaux ioniques. 3. Oscillations des neutrinos. 4. Formation de l'hydrogène moléculaire interstellaire. 5. Le chat de Schrodinger. 6. Ions moléculaires colorés. 7. Désintégration d'un atome de tritium. 8. L'atome d'hydrogène en champs électrique et magnétique croisés : quantification de Pauli. 9. Le défaut quantique des niveaux de Rydberg du sodium. 10. Résultats exacts sur le problème des trois corps. 11. Analyse d'une expérience de Stern et Gerlach. 12. Mesure de l'anomalie de moment magnétique de l'électron. 13. Interférométrie de neutrons. 14. Piège de Penning. 15. La cryptographie quantique. 16. Mécanique quantique, variables cachées et inégalités de Bell. 17. Structure hyperfine en résonance de spin électronique. 18. Induction du principe de Pauli. 19. Spectre du Positronium. 20. Excitons magnétiques. 21. La méthode de rotation de spin des muons positifs. 22. Lasers moléculaires. 23. Perte d'énergie d'une particule ionisée passant dans la matière. 24. Mesure spectroscopique sur un jet de neutrons