Sujet proposé par Daniel Bloch, laboratoire de Physique des LasersThème de recherche

Un faisceau laser de type Laguerre-Gauss est une solution des équations de Maxwell à symétrie cylindrique, permettant de constituer une base alternative à la base des faisceaux Hermite-Gauss (coordonnées cartésiennes). Une propriété de ces faisceaux, qui n’a été remarquée qu’en 1992, est qu’ils sont porteurs d’un moment orbital angulaire. Celui-ci permet dans le principe, et expérimentalement aussi, de convertir ce moment en rotation d’un objet macroscopique.
La conversion, au niveau microscopique,est plus délicate. Ce moment angulaire, d’abord évalué avec une approche de champ électromagnétique classique, apparaît quantifié lorsqu’il est calculé “par photon” mais n’est pas limité à une valeur unité, comme l’est le spin du photon. Le statut du nombre quantique correspondant, et les possibilités nouvelles pour l’utiliser en optique quantique (intrications quantiques notamment, et télécommunications), font discussion. Des extensions au domaine radio,comme au domaine des hautes energies, existent aussi.

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Daniel Bloch