a) L'expérience

Dans son principe l'expérience est toute semblable à celle imaginée par Bohm^V24.

Une source $S$ émet des paires de photons issus de la désexcitation radiative en cascade $(J=0)\longrightarrow(J=1)\longrightarrow(J=0)$ de l'état $4p^2\,{ }^1\!S_0$ des atomes de calcium 40. Cet état source est sélectivement alimenté par pompage à partir de l'état fondamental, et absorption de deux photons apportés par deux faisceaux laser focalisés sur la source $S$ . La densité des atomes $\mathrm{Ca}^*$ sources, est de l'ordre de $3.10^{10}$ atomes. $\mathrm{cm}^{-3}$ , et avec une puissance de 40 mW pour chaque laser, le nombre de désexcitations est de l'ordre de $4.10^7$ par seconde.

L'état de polarisation d'une paire de photons, émis dans deux directions opposées $\vec{z}$ et $-\vec{z}$ est bien défini. On se propose alors de mesurer la corrélation entre les polarisations de ces deux photons, qui sont mesurées avec deux analyseurs $A$ et $B$ , dont les deux orientations sont repérées avec deux directions $\vec{a}$ et $\vec{b}$ perpendiculaires à $\vec{z}$ et faisant entre elles un angle égal à $\theta$ .

Chaque analyseur, $A$ par exemple, est analogue à un prisme de Wollaston, suivi de deux photomultiplicateurs (PM) et admet deux états propres de polarisation rectiligne, perpendiculaires à $\vec{z}$ , l'un correspondant à la direction $\vec{a}$ , l'autre à la direction orthogonale $\vec{a}_\perp$ , et auxquels on convient d'associer les résultats de mesure $A=+1$ et $A=-1$ . Les résultats $B=\pm 1$ sont de même associés aux mesures effectuées par l'analyseur $B$ .

Les deux photons $\gamma_A$ et $\gamma_B$ issus d'une même cascade sont identifiés en vérifiant à l'aide d'un circuit de coïncidence, qu'ils ont été détectés en même temps, tenu compte de la durée de vie moyenne, soit $4.7$ ns, de l'état intermédiaire du calcium, dans la cascade. Pour une valeur fixée de l'angle $\theta$ qui sépare les deux directions $\vec{a}$ et $\vec{b}$ , et un nombre total $N$ de coïncidences observées, on mesure ainsi expérimentalement les quatre comptages $N_i$ et les quatre probabilités associées aux quatre types de résultats possibles :

A	+	+	-	-
B	+	-	+	-
$N_i$	$N_{++}$	$N_{+-}$	$N_{-+}$	$N_{--}$
$~~~~~\mathcal{P}=\frac{N_i}{N}~~~~~$	$\mathcal{P}_{++}$	$\mathcal{P}_{+-}$	$\mathcal{P}_{-+}$	$\mathcal{P}_{--}$