WO2007088156A1 - Procede pour generer des faisceaux intriques d'electrons, de rayons infrarouges, visibles, ultraviolets, x, et gamma - Google Patents

Procede pour generer des faisceaux intriques d'electrons, de rayons infrarouges, visibles, ultraviolets, x, et gamma Download PDF

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WO2007088156A1
WO2007088156A1 PCT/EP2007/050840 EP2007050840W WO2007088156A1 WO 2007088156 A1 WO2007088156 A1 WO 2007088156A1 EP 2007050840 W EP2007050840 W EP 2007050840W WO 2007088156 A1 WO2007088156 A1 WO 2007088156A1
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entangled
electrons
beams
electron
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Application number
PCT/EP2007/050840
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English (en)
Inventor
Robert Desbrandes
Original Assignee
E-Quantic Communications
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/04—Electron multipliers
    • H01J43/06—Electrode arrangements
    • H01J43/18—Electrode arrangements using essentially more than one dynode

Definitions

  • a method for generating entangled beams of electrons, infrared, visible, ultraviolet, X, and gamma rays is described.
  • the present invention relates to the field of processes for producing entangled electron beams, entangled gamma and X-ray, ultraviolet, visible, intricate infrared beams.
  • the phenomenon of entanglement was mathematically demonstrated as early as 1925 by the theorists of the time: L. V. de Broglie, E. Schrodinger, C. Heisenberg, P.A.M. Dirac, J. A. Wheeler, J. Neumann, and many others.
  • Quantum theory shows that two particles emitted simultaneously (or almost) by the same object have the same wave function, and changes in the quantum state of one affect the quantum state of the other immediately and wherever she is in the universe.
  • the patent [8] describes a method and apparatus for modifying the lifetime of metastable nuclei.
  • the patent [9] describes a method and apparatus for using the entanglement of metastable nuclei for telecommunications.
  • the patent [10] describes a method and apparatus for using entanglement of traps of photoluminescent or thermoluminescent materials for telecommunications.
  • each electron produced by the Bremsstrahlung effect a spectrum of photons comprising, for example, gamma, X, ultraviolet, visible or infrared photons, or a combination of some of these types of photons.
  • An intrinsic limitation of the process is that the sum of the energies Ej of the k photons entangled with one another, in whole or in part, produced by the Bremsstrahlung effect during the incidence of an electron, is less than or equal to the energy E of said electron.
  • the methods [8, 9, 10] make use of photons of excitation energies E ex which must be clearly greater than the energy value of the isomeric transition E m to obtain an entanglement transfer, for example by exciting nuclei of isomeric nuclei in a given metastable state.
  • E 6 MeV.
  • Figure 4 shows that the energy of the maximum number of gamma emitted is 1, 5 MeV, which leads to a maximum of 4 gamma photons entangled with each other.
  • the invention relates to a method for obtaining the product consisting either of an accelerated electron beam, or of gamma, X, ultraviolet, visible or infrared photons, entangled in whole or in part, or of several entangled beams, in all or part of accelerated electrons, or gamma photons, X, ultraviolet, visible or infrared, themselves entangled with each other, in whole or in part.
  • the invention consists of the application of the transfer of the entanglement of particles to other particles, or the generation of several particles entangled from a particle, or a combination of these two techniques to transfer the entanglement of several entangled particles, each to a group of particles themselves entangled, these groups being entangled with each other.
  • the entanglement of ultraviolet, visible or infrared photons is transferred to entangled electrons by means of photocathodes, the entanglement of electrons is transferred to other electrons by means of dynodes, the entanglement of electrons is transferred to Bremsstrahlung effect photons, or entangled electron groups are generated from electrons by means of dynodes.
  • Beams of entangled light photons are produced with non-linear crystals, for example crystals of barium borate oxide (BBO) or lithium triborate (LBO). This is achieved by illuminating these crystals with a polarized laser beam [11, 12].
  • BBO barium borate oxide
  • LBO lithium triborate
  • FIG. 1 shows the diagram of a typical system to obtain two entangled light photon beams.
  • a laser beam (1) is directed on the non-linear crystal (3) through the polarizer (2).
  • the main axis (4) of the crystal is oriented at the angle (5).
  • Two entangled beams (6) and (7) are emitted in the plane of polarization and in two different directions. These beams can have the same or different wavelengths. They are generally very weak, of the order of a photon entangled with a photon of the other beam for 10 +20 photons emitted by the laser.
  • the beam (8) at the output of the crystal is not used.
  • Photon emission electron generator H 31 Electrons are emitted by photocathodes when they are irradiated or illuminated by infrared, visible or ultraviolet photons. These photocathodes are for example constituted by layers of bi-alkali materials composed of alloys of antimony and other metals such as rubidium, potassium, and cesium. Other metals can be added to extend the spectral response. The efficiency of these photocathodes varies from 1% to 40% depending on the type of photocathode and the wavelength of the incident photons. Some photocathodes operate with an average yield of 10 to 30% for wavelengths of 175 to 800 nm.
  • the material used to support the sensitive layers is, for example, borosilicate glass, quartz for ultraviolet photons (up to 160 nm), magnesium fluoride for ultraviolet photons (up to 110 nm), or sapphire (AI2O3) for ultraviolet photons and harsh environments.
  • FIG. 2 diagrammatically represents the photocathode (9) which, under the action of the photons (10), emits photoelectrons (11).
  • the photoelectrons (11) emitted by the photocathode, as in the photomultipliers, are directed towards a dynode (12) whose potential is greater, for example by 100 V.
  • An electrode or a magnetic lens, ( 13) allows the focusing of the electron beam on the first dynode.
  • the impact of each photo-electron causes the emission of several electrons (14). This process is repeated up to 18 times for amplification up to 10 million.
  • the resulting electron beam (15) is generally directed at an anode (16) whose current is measured.
  • Linear accelerators are the most common. They consist of a series of electrodes as schematically shown in Figure 3. The principle of "resonant" acceleration is used. The electrons are admitted at (18), coming for example from a photocathode (19), and after a magnetic focusing (20).
  • the electron beam is projected, after focusing. for example by means of a magnetic lens, on a tungsten target for example.
  • the target is represented in (24) in FIG. 3.
  • the gamma (25) coming from the target have an energy spectrum which is represented in FIG. 4.
  • the accelerator is a CLINAC device (Linear Accelerator Compact: “Compact Linear Accelerator”).
  • the electrons of the beam have an energy of 6 MeV.
  • the spectrum of gamma emitted ranges from 0 to 6 MeV as shown in Figure 4.
  • X-ray generators include targets for lighter metals such as copper.
  • the X-rays come from the Bremsstrahlung but especially from the jump of an electron L in the orbit K to replace the electron K which has been ejected. In this case, X-rays are a mixture of X-rays from the K interaction and Bremsstrahlung. Only the Bremsstrahlung rays are entangled.
  • the target is a fluorescent screen. This one is bombarded by electrons with an energy of the order of 25 keV.
  • the traps of the fluorescent product are excited and almost instantly re-emit light rays of different wavelengths depending on the type of fluorescent material. The excitation of the traps requiring only a few eV, an electron excites several traps, it results in an entanglement between the photons emitted by the same electron. 6 - Electron beam splitter: The technique of electron beam splitting is used in electron microscopy [16]. Electron beam splitters are also used for electronic holography applications [17].
  • a laser emits infrared, visible or ultraviolet polarized rays through a polarizer (27). These rays meet a non-linear crystal (28).
  • This non-linear crystal has the property of emitting in the plane of polarization, in addition to the beam which passes through the crystal, two entangled beams of photons (29) and (30) at an angle (31) with respect to the main beam. These beams, much smaller than the main beam, are possibly reflected by the mirrors (33) and (34), according to the arrangement of the apparatus. These beams are generally called “signal” and "idler".
  • the main beam is absorbed by an absorber ("phantom") (32).
  • E e is in eV
  • lambda the wavelength, in nm
  • phi is in eV
  • lambda 400 nm (violet light)
  • phi 2.14 eV (cesium)
  • the metals generally used such as Tellurium, Gallium, Antimony, Arsenic, etc., have an extraction work ranging from 2 to 7 eV.
  • a photon causes the ejection of an electron.
  • the entanglement of the photon with another photon of the other branch of the system is transferred to the electron.
  • Two electrons generated simultaneously by two photocathodes from two entangled incident photons are thus entangled.
  • the yield of the best photocathodes is currently about 25%.
  • one in four entangled photons transmits its entanglement to an electron. It will be the same on the other beam.
  • one photon on 16 of each beam transmits its entanglement to an electron that is entangled with another electron in the other branch of the system.
  • An increase in photocathode efficiency therefore rapidly increases the yield in terms of entangled electrons. It is important that the photon travel times from the nonlinear crystal are equal in both branches of the system to obtain optimal transmission of the entanglement.
  • the electrons are multiplied by a method similar to that used in photomultipliers.
  • the non-collecting anode which terminates the increasing portion of the number of electrons for example comprises an opening in its center, and allows the electrons to continue their race towards the next module which is the accelerator, increasing the energy, therefore speed, electrons. It is important that the electron travel times between the different components in the electron multiplier have the same value in both branches of the device to obtain an optimal transfer of the entanglement.
  • An accelerator is placed on each branch of the device. They are represented in FIG. 5 by the marks (39) and (40).
  • the simplest module consists of a single anode electrode with a potential of millions of volts to accelerate the electrons. For example, to reach an energy of 6 MeV, the electrode is 6 million volts. In this case the electron current is continuous. Electron accelerator modules using lower potentials and giving the same result are well known to those skilled in the art. In particular, the Compact Linear Accelerator (CLINAC) [15] is widely used for medical or nuclear applications. A simplified diagram of the linear accelerator Wideroe type is given in Figure 3. A beam of negative particles (18), focused in (20), such as electrons is accelerated in the intervals with arrows to the right. When the generator cycle (22) changes, the polarities change and the acceleration occurs in the other intervals.
  • CLINAC Compact Linear Accelerator
  • the electrons progress inside the electrodes (21).
  • the potential difference between the different electrodes is the same.
  • the length of Electrodes increase as electrons progress in the device. If the potential difference is for example 100000 V, and the electrode gap of 10 cm (0.10 m), the electric field will be 1000000 V / m and the energy acquired by electrons 100 keV per interval .
  • the accelerators are relatively long, of the order of one meter, the very high speed of electrons, due to the fact that it is relativistic and close to the speed of light leads to travel times in the accelerator is the order of 330 ns (0.33 10 ⁇ 6 s).
  • a target (24) is shown, it provides gamma (25).
  • the electron beams entangled with each other and with the electrons of the corresponding beam on the other branch of the system meet the targets (41) and (42).
  • the electrons propagate in very close groups because the frequency of change of polarity is very high, of the order of 200 Megahertz.
  • the energy required for electrons is of the order of 100 to 200 keV; As a result, only a few stages of the accelerator are required, for example, two stages.
  • one stage is sufficient to raise the electron energy, for example, to 25 keV. It is important that the electron travel times in the electron accelerator have the same duration in both branches of the device to obtain optimum entanglement conservation and optimal entanglement transfer when target bombardments are made. of samples by electrons.
  • the targets represented by the markers (41) and (42) are optional.
  • the partially entangled bundles of electrons partially entangled with each other may be used as such or may be directed towards targets, for example consisting of tungsten, represented in each branch of the device by the marks (41) and (42).
  • the electrons of the beams then interact by Bremsstrahlung effect with said targets. If, for example, an electron beam has an energy of 6 MeV, it generates several gamma whose energy is distributed statistically on the spectrum of the curve of Figure 4. Said gamma are emitted essentially forward to this energy and are represented by the marks (43) and (44).
  • collimator refers to a window positioned on a divergent X-ray or gamma ray beam, emitted by a quasi-point source, for irradiating a surface of defined dimension.
  • collimation refers to the delineation of an area to be irradiated.
  • colllimator and colllimation are used in the sense of "window” and “delimitation” as in this invention.
  • Some electrons interact with the electrons of orbit K.
  • the electron that replaces the electron that was ejected by producing an X-ray is not entangled and the X-ray emitted is not entangled.
  • Targets for which interaction with electrons of orbit K are therefore preferred for high efficiency are preferred.
  • Targets for which the interaction with the electrons of the K-orbit is important are not excluded, however, since part of the spectrum is useful. This problem is especially important for incident entangled electrons with energy below 200 keV.
  • the target is composed of fluorescent molecules.
  • One version of the apparatus has one or more electron beam splitters between the electron multipliers (37) and (38) and the electron accelerators (39) and (40). We then obtain more than two electron beams. For example, in the case of a division of each branch, one obtains either four high energy partially entangled electron beams if one does not use a target, or groups of gamma, X, ultraviolet, visible , or infrared partially entangled with each other if a target is used. It is also possible to use only one branch, with or without division, of the apparatus described above with incidental photons incident on the photocathode.
  • the photocathode can also be replaced by a hot cathode, for example an oxide cathode, which emits electrons by thermal agitation.
  • a "primary" stage for producing an entangled electron beam in which a bundle of entangled free electrons, called a “multiplication" beam, is produced by the following sub-steps, conventionally designated
  • “Secondary stages” o in a "secondary" electron generation step in which free electrons are generated, for example, either by means of a heated cathode, or, by means of an irradiated photocathode, illuminated by a beam composed respectively of ultraviolet, visible or infrared photons, or a combination of these types of photons, this photocathode transmitting the possible entanglement of the photons to the electrons generated in this case, the cathode or the photocathode will be conventionally called “electrode Of the step, in another "secondary” step of multiplication of the entanglement, entangled electrons are produced, comprising the following sub-steps, conventionally called “tertiary” steps:
  • a "tertiary" step for introducing electrons into the first stage of the entangled electron multiplier in which, for example by means of a magnetic lens or a focusing electrode, electrons free of the electron are directed; previous step to a dynode whose potential is greater than the "electrode" of the previous step, for example 100V.
  • the impact of at least one electron on this dynode causes the emission of several electrons emitted simultaneously, or in close cascade, thus entangled in all or part between them.
  • the incident electrons are themselves entangled with other electrons, a partial or total transfer of the entanglement of electrons incident on the electrons occurs upon impact by the dynode.
  • electrons produced in the preceding step are directed to a new dynode whose potential is greater than the preceding dynode, example of 100V.
  • the impact of at least one electron causes the emission of several electrons emitted simultaneously, or in close cascade, thus entangled in all or part between them, and in cases where the incident electrons are themselves entangled with other electrons. electrons, with a partial or total transfer of the entanglement of the electrons incident to the electrons produced by this new dynode during the impact.
  • entangled electrons produced in the preceding stage are directed towards a non-collecting anode, whose potential is greater than the last dynode encountered, for example 100 V.
  • the said anode comprises, for example, an opening at its center, or an ad hoc grid, this anode does not collect electrons, and allows the passage of all or part of the entangled free electrons, to form the beam of "Multiplication".
  • the "multiplication" beam is focused, for example by means of a magnetic lens or a focusing electrode.
  • Multiplication produces two or more beams composed of entangled free electrons, possibly multiplied again, called “divided” "entangled” beams, by the following sub-steps, conventionally referred to as “secondary stages”: o
  • the preceding "multiplication” beam is divided into two or more bundles composed of entangled electrons, for example by means of one or more magnetic lenses or focusing electrodes, said bundles being referred to as “split" bundles.
  • o In an optional "secondary” stage (of this "primary” stage) of
  • Multiplication of the entangled electrons it is applied separately to all or part of the previous "divided” beams, the "secondary” stage called multiplication of entanglement defined in the "primary” stage of production of a beam of entangled electrons.
  • the preceding "primary” step is repeated from 1 to 20 times for at least one preceding "divided” beam, so as to obtain a large number of divided beams with a large number of entangled electrons.
  • the "reference method" above, to generate is a collimated beam composed of a spectrum of entangled photons, in whole or in part, and whose photons of each beam are themselves entangled between them, in whole or in part, may include among other things the following additional functions: - the Bremstrahlung effect, collimation,
  • the accelerated entangled electrons are directed at either the accelerated entangled electron beam, forming the result of the "referenced” process, towards a target, for example tungsten.
  • a target for example tungsten.
  • Bremstrahlung effect a beam containing a spectrum of entangled photons, in whole or in part, composed of gamma, X, ultraviolet, visible or infrared, according to the energy of the incident electrons is produced. or all or part of the accelerated entangled electron beams, forming the result of the "referenced” process, towards one or more targets according to the application of the process, for example tungsten.
  • Be Bremstrahlung effect beams containing a spectrum of entangled photons, in whole or in part, composed of gamma, X, ultraviolet, visible or infrared, depending on the energy of the incident electrons are produced.
  • One or more collimators are then positioned in the extension of the targets to obtain, through each collimator, a collimated beam of the entangled photon spectra or spectra, according to the irradiation required for the use of the device, these collimated beams of entangled photons form the product of the process.
  • These latter steps may include additional optional sub-steps such as photon beam focusing when their wavelength permits, or complementary photon beam collimations, or combinations of these, depending on the optimization of the process. .
  • the "reference method" numbered 1 is characterized by the kinetic energy imparted by the acceleration to the entangled electrons in the "primary” step of acceleration of the entangled electrons, it is included in 1 keV and 10 GeV.
  • the "reference method" numbered 1 when it comprises “divided” beams passing through at least one element of the same nature according to the same sequence, is characterized in that at least two electron beams "divided" from the "multiplication” beam comprise path times between homologous elements, for example between cathodes or photocathodes and the first dynode, or between dynodes of the same rank of an additional multiplication step, of the same durations in order to optimize the transfer of the entanglement between the incident entangled electron and the entangled electrons produced.
  • homologous elements for example between cathodes or photocathodes and the first dynode, or between dynodes of the same rank of an additional multiplication step, of the same durations in order to optimize the transfer of the entanglement between the incident entangled electron and the entangled electrons produced.
  • the dependent process numbered 2 is also characterized by the fact that at least two accelerated entangled electron beams have travel times between the last dynode having produced the intricate electrons of said beams. and the incidence targets of said Bremstrahlung-effect beams, which are of the same duration in order to optimize the transfer of the entanglement between the incident entangled electrons and the gamma, ultraviolet, visible or entangled infrared photons, in whole or in part, that are produced.
  • the "reference method" numbered 1 to generate two or more entangled beams, in whole or in part, accelerated electrons, themselves entangled, in whole or in part, between them in each beam, among other uses in addition to the generation of entangled beams of photons of ultraviolet light, visible or infrared. It is characterized in that the following steps are carried out:
  • two entangled beams of ultraviolet, visible or infrared photons are generated by means of a non-linear crystal, for example BBO or LBO, by illumination by means of a polarized laser, said entangled beams being called “signal” and “idler” And called by convention the "incident” bundles when they are not divided.
  • one or two of the entangled beams of "signal" or “idler” photons are subdivided into one or more entangled beams, in whole or in part, of photons, themselves entangled, wholly or partly between them, in each beam said beams being either intermediate beams or the ultimate beams resulting from the division (s), the latter being conventionally called “incident” beams.
  • the "reference method” above is applied at least twice separately and simultaneously using at least two of the "incident” beams defined above. At least one of the beams is either the "signal" beam or a division of the "signal" beam, and at least one other is the "idler" beam. from a division of the "idler” beam.
  • Each of said "incident" beams is applied as a beam of ultraviolet, visible or infrared photons incident on the photocathode of the "secondary” electron generation step of the "primary” step of producing an entangled electron beam of the process. It then generates either an entangled accelerated electron beam, in whole or in part, or several entangled bundles, in whole or in part, of accelerated electrons themselves entangled with each other, in whole or in part.
  • steps may comprise additional optional sub-steps such as focusing or photon beam reflections when their wavelength permits, or photon beam collimations, or combinations of these, depending on the optimization of the photon beam. process.
  • the above method numbered 6 describes to generate at least two beams of collimated photons gamma, X, ultraviolet, visible or entangled infrared, in whole or in part, and whose photons of each beam are they - even entangled with each other, in whole or in part, in which one uses among others in addition: the Bremstrahlung effect, the collimation,
  • the accelerated entangled electrons are directed, as the case may be, o either of the aforesaid accelerated entangled electron beam, forming the result of the "referenced" process, towards a target , for example tungsten, which produces by the Bremstrahlung effect a spectrum of gamma, X, ultraviolet, visible or entangled infrared photons, in whole or in part, or of all or part of the aforementioned accelerated entangled electron beams, forming the result of "referenced” method, to one or more targets according to the application of the method, for example tungsten, which produce by the Bremstrahlung effect a spectrum of gamma, X, ultraviolet, visible or entangled infrared photons, in whole or in part, one or more collimators on all or part of the ray paths from the targets to obtain through each collimator a collimated beam of photons g amma, X, ultraviolet,
  • These steps may include optional additional sub-steps such as photon beam focusing when their wavelength permits, or complementary photon beam collimations, or combinations of these, depending on the optimization of the process.
  • the above method numbered 7 is, moreover, characterized in that at least two accelerated entangled electron beams comprise travel times, between the last dynode having produced said intricate electrons.
  • said beams and the Bremstrahlung effect target for each of said beams which are of the same duration in order to optimize the transfer of the entanglement between the incident entangled electrons and the gamma, X, ultraviolet, visible or infrared photons. entangled, in whole or in part, produced.
  • the above method numbered 6 is also characterized by the fact that the path times of the entangled photons between their generation in the non-linear crystal, and their effects on at least two photocathodes, are same durations in order to optimize the transfer of the entanglement between the incident entangled photons, and the entangled electrons, in whole or in part, produced by said photocathodes.
  • the application of one of the particular modes of 1 to 9 of the description of the process is characterized in that all or part of the process is carried out under vacuum in order to optimize the transfer of the entanglement in one or more steps or use of the process.
  • each of the modes 1 to 9 of the process description results in one or more products depending on the mode used.
  • These products consist either of the bundle of particles entangled with each other, in whole or in part, or by the bundles entangled with each other of particles themselves entangled with one another, in whole or in part, produced by the process, the particle beams comprising either electrons, or gamma, X, ultraviolet, visible or infrared photons, or a spectrum of all or some of these types of photons depending on the mode.
  • the product comprises at least one group of entangled photons, produced by Bremstrahlung effect, from at least two entangled electrons, on one or more targets, said group of photons entangled having a sum energies greater than the kinetic energy of only one of the electrons incident on said one or more of said targets.
  • each of the modes 1 to 9 of the process description also makes it possible to develop an "improved" product which consists of one or more "enhanced entangled" samples of metastable nuclides.
  • This product can be used, for example, to irradiate the environment, to construct a gamma laser, to conduct physicochemical reactions, to communicate remotely, or for medical use.
  • an intermediate or final product constituted either by the particle beam entangled with each other, or by the bundles entangled with each other by particles themselves. Even entangled with each other, can be produced by the method using metastable nuclides.
  • These particle beams comprise either electrons, or gamma, X, ultraviolet, visible or infrared photons, or else a spectrum of all or some of these types of photons. This product can be used for medical purposes.
  • the process of the step of multiplication of the electrons of the or at least one of the generated free electron beams is carried out in one or more intermediate stages, each composed of a dynode, forming a multiplier of electrons, in which free electrons are directed to a first dynode, then to the dynodes of the following optional stages according to the optimization of the process, the impact of at least one electron on at least one of said dynodes causing the emission of several electrons emitted simultaneously, or in close cascade, thus entangled wholly or partly between them, and in the case where the incident electron is itself entangled with another electron, with a partial or total transfer of the entanglement of the electron incident on the electrons produced during the impact on the dynode, the stage ending with an electron output in a last stage of the electron multiplier, in which ige the electrons produced, entangled wholly or partly, towards a non-collecting anode, conventionally called the "e
  • the method in which split multiplication beams are used is characterized in that at least two of the divided multiplication beams comprise travel times between homologous elements of the same durations.
  • the method in the generation step comprises two free electron beams entangled with each other, in whole or in part, each generated by means of a photocathode irradiated or illuminated by one of the entangled photon beams.
  • ultraviolet, visible or infrared, called “Signal” and “Idler” obtained by means of a non-linear crystal, for example BBO or LBO, by illumination by means of a polarized laser, the entangled beams being conventionally called the “incident" beams, these incident beams and the photocathodes suitable for photo-emission.
  • photocathodes transmit the possible entanglement of the photons of said incident beams to the free electrons generated to form the free electron beams generated entangled with each other, in whole or in part.
  • the method in the generation step comprises path times of the entangled photons between their generation in the non-linear crystal, and their effects on two photocathodes, are of the same duration in order to optimize the transfer of the photocathode. entanglement between the incident entangled photons and the free electrons generated by the photocathodes to form the generated free electron beams.
  • the method in the generation step is designed so that the travel times of the two free electron beams generated between the photocathodes and the first incidence dynodes, then between successive dynodes, are of the same duration. to optimize the transfer of entanglement between the incident intricate electron and the entangled electrons produced by the dynodes.
  • the entangled accelerated electrons are directed, as the case may be:
  • the entangled accelerated electron beams forming the result of the process, to one or more targets which produce by Bremsstrahlung effect one or more beams themselves entangled with each other, in whole or in part, containing a spectrum of entangled photons, in whole or in part, composed of gamma, X, ultraviolet, visible or infrared, according to the energy of incident electrons, the photons of each beam are themselves entangled with each other, in whole or in part.
  • the use which comprises at least two entangled accelerated electron beams must comprise travel times between the output of the acceleration step and the impact on the target exploited by the Bremsstrahlung effect for each beams, of the same durations in order to optimize the transfer of the entanglement.
  • the device for implementing the method comprises:
  • One or more free electron generation apparatus specially adapted for the step of generating free electrons.
  • One or more apparatus for multiplying free electrons specially adapted for the step of multiplying free electrons.
  • One or more free electron acceleration apparatus specially adapted for the free electron acceleration step comprises:
  • An apparatus for generating free electrons (47) specially adapted for the step of generating free electrons.
  • the free electrons accelerated out of the acceleration apparatus then form the beam (50) entangled accelerated electrons, in whole or in part.
  • the device mentioned above comprises: a free electron generation apparatus (47) specially adapted to the free electron generation step.
  • the accelerated free electrons at the output of the acceleration apparatus then form the bundles (90, 91) of accelerated electrons entangled, in whole or in part, the accelerated electrons being themselves entangled with each other, in whole or in part.
  • the device mentioned above comprises:
  • a generation apparatus specially adapted to said free electron generation step which produces two free electron beams each generated by means of a photocathode (35, 36) irradiated or illuminated by one of the beams (29, 30) entangled with ultraviolet, visible or infrared photons, called “Signal” and “Idler”, obtained by means of a non-linear crystal (28), for example BBO or LBO, by illumination by means of a laser (26) equipped with a polarizer (27), the entangled beams being conventionally called “incident” beams, these incident beams and photocathodes suitable for photo-emission.
  • photocathodes transmit the possible entanglement of the photons of the incident beams to the free electrons generated to form the free electron beams generated, entangled with each other, in whole or in part, • two multiplication devices (37, 38) of the specially adapted free electrons at the stage of multiplication of the free electrons,
  • the accelerated free electrons at the output of the acceleration apparatus form the bundles (112, 113) of entangled accelerated electrons, in whole or in part, these accelerated electrons being themselves entangled with each other, in whole or in part.
  • Figure 1 shows the diagram of the use of a non-linear crystal to obtain two entangled beams of light photons (from Kurtsiefer C, Oberparleiter M., and Weinfurter H., "Generation of Correlated Photon Peers in Type”). II Parametric Down Conversion - Revisited "Feb. 7, 2001, submitted J. Mod Opt.)
  • FIG. 2 schematically shows the process of multiplying electrons in a photomultiplier (after Ralph W. Engstrom, "Photomultipliers Handbook").
  • FIG. 3 schematically represents a linear accelerator provided with a tungsten target for emitting a spectrum of gamma and X photons.
  • Figure 4 shows the typical spectrum of gamma and X photons emitted by a CLINAC linear accelerator (from Sameer SA Natto, BeIaI Moftah, and Noor MH Ghassal, Journal of Australian Physical & Engineering Sciences in Medicine, 26, 3, pp 78-82, 2003.).
  • FIG. 5 shows the overall diagram of a version of the apparatus object of the invention.
  • This apparatus generates two entangled beams of gamma rays, X, ultraviolet, visible, or infrared, themselves partially entangled.
  • Figure 6 is a diagram of a typical entangled electron generator.
  • Figure 7 shows the diagram of a photoelectron generator by transparency.
  • Figure 8 shows the diagram of a reflection photoelectron generator.
  • FIG. 9 represents the diagram of an amplifier of the number of electrons constituted by dynodes.
  • FIG. 10 shows the schematic diagram of a linear type electron accelerator.
  • FIG. 11 is a diagram of a typical infrared, visible, ultraviolet, X, or gamma rays generator, entangled by a target in which the Bremsstrahlung effect produces said rays. These rays are collimated.
  • Figure 12 shows the schematic of the Bremsstrahlung process in a target in which the incident electrons generate infrared, visible, ultraviolet, X, or gamma rays, entangled.
  • Figure 13 illustrates the case where the electron beam leaving the electron multiplier is divided in two. Each beam is then sent to the accelerator to emit high energy electrons that are used as such.
  • Figure 14 illustrates the case where the electron beam emerging from the electron multiplier is divided in two. Each beam is then sent to the accelerator to emit high energy electrons. These electrons then meet a target to generate infrared, visible, ultraviolet, X, or gamma rays, entangled.
  • Figure 15 illustrates a variation of Figure 13 in which the split beams are directed to an electron multiplier before entering the accelerator to emit high energy electrons which are used as such.
  • Figure 16 illustrates a variation of Figure 15 in which the split beams are directed to electron multipliers before entering the accelerators to emit high energy electrons. . These electrons then meet targets to generate infrared, visible, ultraviolet, X, or gamma rays, entangled.
  • FIG. 17 illustrates a variant of FIG. 5 in which the entangled electron beams at the output of the electron multipliers are used as such to irradiate, for example, thermoluminescent samples.
  • FIG. 18 illustrates a variant of FIG. 17 in which the entangled electron beams at the output of the electron multipliers are focused to irradiate very small areas.
  • Fig. 19 illustrates a variation of Fig. 17 in which photoelectrons from the photocathode are admitted directly into the acceleration stage to produce two entangled electron beams.
  • Fig. 20 illustrates a variant of Fig. 5 in which photoelectrons from the photocathode are admitted directly into the acceleration stage to produce two gamma ray beams.
  • Figure 6 shows a module for transforming photons into an entangled electron beam.
  • the element (47) represents a low energy electron generator, for example from 1 to 10 eV.
  • the generator may be a photocathode or a hot filament.
  • a first type of photocathode is illustrated in Figure 7.
  • a transparent window (51) is traversed by photons (52) which meet the sensitive layer (53).
  • Said sensitive layer emits electrons (54) according to the explanation that has been provided previously.
  • the electrons can also be emitted by a cathode by reflection as shown in FIG. 8.
  • the photons (55) pass through a window (56) to meet the sensitive layer (57) carried for example on the wall ( 58) and emit the electrons (59).
  • the electrons (61) are then attracted by the dynode (60) of the electron multiplier module shown in FIG. 9.
  • Said module is referenced (48) in FIG. 6.
  • Said dynode (60) has a potential greater than that of the cathode, for example 100 V, to create an electric field and accelerate the electrons as explained above.
  • An electrode or focusing coil (62) may be used to focus the electrons.
  • Several entangled electrons (63) are emitted by the impact of each electron as shown in Figure 9. The same phenomenon is reproduced on the dynodes following, as shown by the dynode (64) which emits the entangled electrons (65).
  • the beam of the last dynode is focused by an electrode or coil (67) to form the beam (66) which will be admitted into the next module.
  • the next module, referenced (49) in FIG. 6, is the acceleration module for electrons.
  • Figure 10 is a diagram of this module.
  • the electrons of the beam (68), coming from the multiplier module, are admitted through a focusing ring (69) to an electrode (70) of very high potential, for example 100000 V. They are therefore strongly accelerated and continue their course through the electrode (70) to be refocused by the ring (71) while a new very high potential applied in the ad hoc direction by the generator (76) between the electrodes (70) and (72) continues 'increase the speed of the electrons.
  • This beam can be used as such for different applications. It can also be sent to a target as shown in Figure 11.
  • FIG. 11 is identical to FIG. 6 with the addition of a target (80) and a collimator (82) for collimating the rays (81) emitted by Bremsstrahlung.
  • FIG. 12 shows the accelerated beam of entangled electrons (79) which meet the target (80), for example of tungsten, from which the intricate rays, for example gamma (81), are emitted.
  • the entangled rays are then collimated by the collimator (82) to provide a beam (83) with the dimensions required for the applications.
  • FIG. 13 there is the electron generator (47), the electron multiplier (48) which generates entangled electrons (85) and the beam splitter (84) which statically divides the entangled electrons in two. beams (86) and (87). These beams are then admitted into two electron accelerators (88) and (89) similar to that described above. Two high-energy electron beams (90) and (91) emanate from it, containing groups of electrons entangled with each other and entangled with a beam of beams. These beams can then be used as such for various applications.
  • the entangled electron beams may also be used as shown in Figure 14.
  • Two targets (118) and (119) are positioned in the path of the high energy electrons exiting the accelerator.
  • two entangled gamma beams (92) and (93), for example, are emitted.
  • Said gamma are collimated by the collimators (94) and (95).
  • the collimated beams (96) and (97) can then be used for various applications.
  • FIG. 15 A variant of the previous implementation is shown in FIG. 15.
  • the beams (86) and (87) coming from the beam splitter are sent to two other electron multipliers (98) and (99) which increase the number of entangled electrons in each branch. Said electrons are then accelerated in the accelerators (100) and (101). The entangled electron beams (102) and (103) are then used as such for various applications.
  • One use of said entangled beams is shown in Fig. 16. Said figure contains the elements of Fig. 15 and two targets (104) and (105) positioned in the path of the high energy electrons exiting the accelerator. By Bremsstrahlung effect, two entangled gamma beams (106) and (107), for example, are emitted.
  • Fig. 17 is a simplified version of Fig. 5 in which the entangled electron beams (112) and (113) are used as such for various applications.
  • Figure 18 shows a particular version of Figure 17.
  • a focus of the high energy entangled electrons is made, for example, by magnetic lenses (114) and (115) to obtain entangled beams. covering ad hoc surfaces, for example from one square micrometer to one square millimeter on the sample targets (116) and (117).
  • Unfocused beams may cover larger areas, for example, from one square millimeter to one square decimeter.
  • FIG. 19 is a simplified version of FIG. 5 in which the photoelectrons emitted by the photocathode are admitted into the accelerator stage and the electron beams. entangled (112) and (113) are used as such for various applications.
  • FIG. 20 is another simplified version of FIG. 5 in which the photoelectrons emitted by the photocathode are admitted into the accelerator stage and the entangled electron beams (90) and (91) are directed on targets (41) and (42) for producing Bremsstrahlung beams of X-rays or gamma rays (43) and (44) for use after being delimited by the windows (45) and (46).
  • Figure 5 shows the best way to realize the invention.
  • a laser (26) emits a beam of light rays with a wavelength of 110 to 800 nm depending on the wavelength chosen for the entangled photons (29) and (30). For low wavelengths an excimer laser is used.
  • a polarizer (27) is used to obtain the polarization in a plane so that the entangled beams (29) and (30) are emitted in a plane.
  • the polarized beam is sent on a non-linear crystal, of the BBO or LBO type or any other non-linear material.
  • the crystals currently used have a very low yield of the order of 1/10 + 20 . More effective crystals are being evaluated.
  • three beams are emitted by the crystal: a direct, undisturbed beam that exits in the direction of the incident beam; and two entangled bundles (29) and (30) called “signal” and "idler” according to the usual convention.
  • the beams are at an angle (31) with the undisturbed main beam, which is absorbed by the "phantom” (32).
  • Said beams are reflected by the mirrors (33) and (34) to go in the direction of the following modules or these beams use optical fibers.
  • the electron photon converters (35) and (36) are, for example, constituted by a photoresist layer, the photocathode, which absorbs the photons and transmits their energy to the electrons emitted by said layer with the energy mentioned above.
  • the photocathode is placed in an empty chamber.
  • the emission of electrons can be in the direction of the incident photons (52) as shown in FIG. 7 or in the manner of a reflection as shown in FIG. 8.
  • the incident photons (52) pass through the transparent window (51) before encountering the semi-transparent photocathode (53), for example 20 nm thick, and for example made of materials such as Tellurium, Gallium, Antioquine, Arsenic, etc.
  • the electrons (54) are emitted approximately in the direction of the incident photons. In this case, the efficiency of the cathode does not exceed 50%.
  • the thickness of the photocathode (57) is greater than that of FIG. 7, of the order of one micrometer, and the photons (55) are admitted into the chamber evacuated by a window (56). . They meet the photocathode which is held by the support (58).
  • the electrons emitted (59) are reflected as shown in FIG. 8.
  • the efficiency of said photocathode is slightly greater than that of FIG. 7.
  • the electrons (61) from the photocathode are focused, for example by a magnetic lens (62), to reach first dynode (60). They cause the emission of a larger number of secondary electrons (63) that meet the second dynode (64). More numerous electrons (65) are produced to meet the next dynode and so on until the last dynode whose electrons are focused, for example by means of a magnetic lens (67), to form a beam.
  • axial electron (66) which is injected into the next module.
  • the electron accelerator modules (39) and (40), for example linear accelerators, are diagrammatically shown in FIG. 10.
  • the incident electron beam (68) is introduced into the first acceleration electrode (70) after possible passage in a magnetic lens (69), for example, to focus the electrons.
  • Lenses, for example magnetic (71), (73), are used to possibly re-focus the electron beam, between the electrodes, and at the beam exit.
  • the electrodes (70), (72), (74) and the like, because only three are shown, are alternately brought to positive and negative potentials so as to accelerate the electrons in the gaps.
  • the electrodes are powered by an alternating current generator (76) at a very high frequency.
  • the electron beam (77) leaves the accelerator after, for example, a final focus by the magnetic lens (75).
  • the entangled electrons (90) and (91) are then projected against targets (41) and (42) which, by Bremsstrahlung effect, produce infrared, visible, ultraviolet, X, or gamma (43 ) and (44), depending on the type of target and the energy of the electrons.
  • Figure 12 shows schematically the generation of infrared rays, visible, ultraviolet, X, or gamma, by Bremsstrahlung effect.
  • the high energy electron beam (79) encounters a target (80) of heavy metal, for example, tungsten for gamma rays.
  • a spectrum of gamma and X entangled rays (81) is produced essentially in the direction of the electrons, however a collimator (82) is used to obtain a beam (83) only in the desired region, generally referred to as isocenter.
  • the infrared, visible, ultraviolet, X, or gamma rays obtained are partially entangled with each other and with the corresponding infrared, visible, ultraviolet, X, or gamma rays of the other branch of the system.
  • the electron accelerator operates with an electrical voltage, for example 100 kV, to generate an entangled X-ray spectrum centered on about 30 keV.
  • the X-rays obtained are partially entangled with each other and with the corresponding X-rays of the other branch of the system.
  • the electron accelerator operates with an electrical voltage, for example 25 kV, to generate a spectrum of infrared, visible, intricate ultraviolet, generally centered on a wavelength depending on the fluorescent material chosen.
  • the infrared, visible or ultraviolet rays obtained are partially entangled with each other and with the corresponding infrared, visible or ultraviolet rays of the other branch of the system.
  • the amplification of the beam intensity obtained from photons partially entangled with each other and entangled with the corresponding photons of the other branch, relative to the beams from the non-linear crystal, is of the order of 3000 to 100000.
  • the method is used to produce either a bunch of particles entangled with each other that is interfered with or entangled with each other beams of particles themselves entangled with each other interfering with each other, for example for applications of electron microscopy or nanotechnology etching, the particle beams comprising either electrons, or gamma, X, ultraviolet, visible or infrared photons, or a spectrum of all or part of these types of photons.
  • samples comprising at least one isomeric nuclide, for example Niobium (93Nb41m), Cadmium (111 Cd48m), Cadmium (113Cd48m) , Cesium (135Ce55m), Indium (115ln49m), Tin (117Sn50m), Tin (119Sn50m), Tellurium (125Te52m), Xenon (129Xe54m), Xenon (131 Xe54m), Hafnium (178Hf72m), Hafnium (179Hf72m), Iridium (193lr77m), Platinum (195Pt78m), to induce the property of entanglement in at least one group of more than 100 nuclei intricated together from the nuclide, either in a single "sample", the "enhanced entangled” sample, or distributed in several samples, the "enhanced entangled” samples
  • samples comprise at least one thermoluminescent material or photolumines- 100, and that at least two "improved” entangled samples are subsequently exploited, according to any of the uses of the "entangled samples” of the patent WO 2005/117306 [10] by substituting the "entangled” samples of the patent by "improved entangled” samples, including uses as originally published and as amended under PCT Article 19 and the International Preliminary Examination.
  • thermoluminescent material or photoluminescent comprise at least one thermoluminescent material or photoluminescent, and that is later exploited at least two improved "entangled" samples, by performing the following steps:
  • thermoluminescent or photoluminescent materials some of the trapped electrons being distributed over some of these samples, and having quantum bonds, - exploits quantum connections between the trapped electrons of these "enhanced entangled" samples, irrespective of the distances, the media separating them and the media in which they are placed:
  • the modulated stimulation characterizing an information or a command to be transmitted,
  • At least one information detection, or at least one control detection by means of at least one measurement made with a luminescence detector, for example a photomultiplier or a photodiode, of at least one luminescence variation on at least one kind of thermoluminescent or photoluminescent materials contained in at least one of the other improved “entangled” samples, referred to as "slave", when the measured luminescence variation is partially correlated with the modulated stimulation applied to the "master" sample.
  • a luminescence detector for example a photomultiplier or a photodiode

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

La méthode pour générer des faisceaux intriqués d'électrons, de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges, comporte les éléments suivants : un générateur de faisceaux intriqués de photons utilisant un cristal de BBO, deux branches contenant chacune un convertisseur de photons en électrons (photocathodes), un amplificateur du nombre d'électrons (photomultiplicateur), un accélérateur d`électrons, et une cible transformant l'énergie cinétique des électrons en photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges intriqués. Les faisceaux obtenus sur chaque branche contiennent des groupes de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges intriqués entre eux et intriqués avec les groupes correspondants de l'autre branche. Les électrons intriqués peuvent également être utilisés comme tels avant interaction avec la cible. Des variantes de la méthode sont présentées. Une application de la méthode est la préparation de produits thermoluminescents intriqués par irradiation au moyen des faisceaux gamma intriqués. Les produits thermoluminescents comportent alors des électrons piégés intriqués et peuvent être utilisés pour mettre en oeuvre des communications quantiques à toute distance et à travers tous milieux.

Description

Procédé pour générer des faisceaux intriqués d'électrons, de rayons infrarouges, visibles, ultraviolets, X, et gamma.
DESCRIPTION
Domaine technique :
La présente invention concerne le domaine des procédés de production de faisceaux d'électrons intriqués, de rayons gamma et X intriqués, de rayons ultraviolets, visibles, infrarouges intriqués. Le phénomène d'intrication fut démontré mathématiquement dès 1925 par les théoriciens de l'époque : L. V. de Broglie, E. Schrôdinger, C. Heisenberg, P. A. M. Dirac, J. A. Wheeler, J. Neumann, et bien d'autres. La théorie quantique montre que deux particules émises simultanément (ou presque) par le même objet ont la même fonction d'onde, et les modifications de l'état quantique de l'une se répercutent sur l'état quantique de l'autre immédiatement et où qu'elle soit dans l'univers.
Par exemple, il existe des cristaux qui peuvent transformer un photon de lumière en deux photons, ces photons sont intriqués. Pour les photons, l'intrication se manifeste par le fait que leur polarisation n'est pas définie. Lorsque l'on détermine la polarisation de l'un, la polarisation de l'autre se trouve immédiatement déterminée. Ce qui a été prouvé à Genève vers 1995 lorsque les photons avaient été transportés sur de fibres optiques à 10 km de distance.
Certains théoriciens n'étaient pas d'accord avec la théorie de la Mécanique Quantique dans les années 1930 à 1940. En particulier, A. Einstein en 1935, publia un court article [1] dans lequel il indiquait que la théorie de la Mécanique Quantique était incomplète. En 1965 [2], J. S. Bell, au CERN, prouva que la Mécanique Quantique était « non- local », c'est à dire que les interactions instantanées sont possibles. Vers 1980 [3], A. Aspect, au Centre Optique de l'Université de Paris, confirmait par l'expérimentation que la théorie de J. S. Bell était correcte. Depuis 1990, les expériences se succèdent, celles de Genève, d'autres en Autriche et aux Etats-Unis d'Amérique, pour confirmer l'intrication de particules. Ce sont essentiellement des expériences avec des photons de lumière, mais également avec des électrons [4]. Les applications possibles sont essentiellement, pour l'instant, en cryptographie dans les transmissions codées et dans les ordinateurs. Les toutes récentes recherches dans le domaine montrent que cette intrication peut se détériorer par un phénomène de décohérence [5], mais qu'elle peut également se transmettre de particules quantiques à particules quantiques [6, 7].
Références: [1] Einstein A., Podolski B., Rosen N ., «Can Quantum Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complète», Physical Review, 47, (1935),pp. 777- 780
[2] Bell J. S., «Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics», New York,
Cambridge University Press, 1993. [3] Aspect A., « Trois tests expérimentaux des inégalités de Bell par mesure de corrélation de polarisation de photons», Thèse de Doctorat d'Etat, Université de Paris Orsay, 1er Février 1983.
[4] CH. Bennett, G. Brassard, S. Popescu, B. Schumacher, J. Smolin, and W. Wootters, "Purification of Noisy Entanglement and Faithful Teleportation via Noisy Channels," Phys. Rev. Lett. 76, 722-726 (1996)
[5] R. F. O'Connell, "Decoherence in Nanostructures and Quantum Systems," Physica E, 19, 77(2003).
[6] Altewischer E., van Exter M. P., and Woerdman J. P., «Plasmon-assisted transmission of entangled photons», Nature, 418, 304-306, (18 JuIy 2002). [7] Chanelière, T. et al., «Storage and retrieval of single photons transmitted between remote quantum memories», Nature, 438, 833-836, (8 December 2005).
[8] Desbrandes Robert et Van Gent Daniel Lee, Demande internationale OMPI N° WO 2005/109985, Procédé et appareillage pour modifier la probabilité de désexci- tation des nucléides isomères, date de priorité 13 avril 2004, publiée le 24 novem- bre 2005.
[9] Desbrandes Robert et Van Gent Daniel Lee, Demande internationale OMPI N° WO 2005/112041 , Procédé et appareillage pour communiquer à distance en utilisant des nucléides isomères, date de priorité 13 avril 2004, publiée le 24 novembre 2005. [10] Desbrandes Robert et Van Gent Daniel Lee, Demande internationale OMPI N° WO 2005/117306, Procédé et appareillage pour communiquer à distance en utilisant la photoluminescence ou la thermoluminescence, dates de priorité 26 mai 2004 et 12 avril 2004, publiée le 8 décembre 2005.
[11] Kurtsiefer C, Oberparleiter M., and Weinfurter H., «Génération of correlated photon pairs in type II parametric down conversion - revisited», Feb. 7 2001 , submitted J. Mod. Opt. [12] Smith A., V., « How to sélect non linear crystal and model their performance using
SNLO software », SLNO software from Sandia National Laboratory. http://www.sandia.gov/imrl/XWEB1128/snloftp. htm
[13] Ralph W., Engstrom, Photomultipliers Handbook, RCA, 1980, et Flyckt, S.O. and
Marmonier, C, Photomultiplier Tubes: Principles and Applications, Photonis, Brive,
France, (2003).
[14] Wangler Thomas P., RF Linear Accelerators (Wiley Séries in Beam Physics and Accelerator Technology), Wiley, May 1998.
[15] Sameer S. A. Natto, BeIaI Moftah, and Noor M. H. Ghassa, «Heterogeneity
Corrections For High Energy Photon Beams (Measurements and Calculations)»,
Journal of Australian Physical & Engineering Sciences in Médecine, 26, 3, pp 78-
82, 2003. [16] Oliver W. D., et al, «Hanbury Brown and Twiss-Type Experiment with Electrons»,
Science, 9 April 1999, Vol. 284, no. 5412, pp. 299 - 301. [17] Hasegawa S. et al, «Electron holography apparatus», United States Patent
4935625, issued June 19, 1990.
Technique antérieure:
II existe des appareillages qui produisent un faisceau de rayons gamma ou X partiellement intriqué [8, 9, 10]. Il existe des appareillages basés sur des cristaux non-linéaires qui émettent des faisceaux séparés de photons intriqués [11 ,12]. Le brevet [8] décrit une méthode et un appareillage pour modifier la durée de vie de noyaux métastables. Le brevet [9] décrit une méthode et un appareillage pour utiliser l'intrication de noyaux métastables pour les télécommunications. Le brevet [10] décrit une méthode et un appareillage pour utiliser l'intrication des pièges de matériaux photoluminescents ou thermoluminescents pour les télécommunications. Ces appareillages utilisent un faisceau d'électrons accélérés : chaque électron produit par effet Bremsstrahlung un spectre de photons comportant par exemple des photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges, ou une combinaison de certains de ces types de photons. Une limitation intrinsèque du procédé est que la somme des énergies Ej des k photons intriqués entre eux, en tout ou partie, produits par effet Bremsstrahlung lors de l'incidence d'un électron, est inférieure ou égal à l'énergie E dudit électron. - A -
En particulier les procédés [8, 9, 10] font usages de photons d'énergies d'excitation Eex qui doivent être nettement supérieures à la valeur d'énergie de la transition isomérique Em pour obtenir un transfert d'intrication, par exemple en excitant des noyaux de nucléi- des isomères à un état métastable donné. En conséquence lesdits procédés ne permet- tent pas de générer plus de E/Eex photons gamma intriqués entre eux. Comme Eex n'est pas toujours connu, une borne supérieure du nombre de photons intriqués entre eux est donnée par E/Em. Cette borne n'est pas atteinte en pratique par lesdits procédés compte tenu de l'écart entre Em et Eex. Par exemple pour exciter l'indium 115 : Em = 336 keV, Eex = 1088 keV. Un accélérateur linéaire de type CLINAC produit par exemple des électrons accélérés d'énergie E = 6 MeV. Le nombre de photons gamma intriqués entre eux ne dépassera jamais E/Eex = 5, ni le majorant E/Em = 17. Dans la pratique, la figure 4 montre que l'énergie du nombre maximum de gamma émis est de 1 ,5 MeV, ce qui conduit à un maximum de 4 photons gamma intriqués entre eux.
Exposé de l'invention:
L'invention concerne un procédé pour obtenir le produit constitué, soit d'un faisceau d'électrons accélérés, ou de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou Infrarouges, intriqués en tout ou partie, ou, soit de plusieurs faisceaux intriqués, en tout ou partie, d'électrons accélérés, ou de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou Infrarouges, eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie. L'invention consiste en l'application du transfert de l'intrication de particules à d'autres particules, ou de la génération de plusieurs particules intriquées à partir d'une particule, ou d'une combinaison de ces deux techniques pour transférer l'intrication de plusieurs particules intriqués, chacune à un groupe de particules elles-mêmes intriquées, ces groupes étant intriqués entre eux. Par exemple l'intrication de photons ultraviolets, visibles ou infrarouges est transférée à des électrons intriqués au moyen de photocathodes, l'intrication d'électrons est transférée à d'autres électrons au moyen de dynodes, l'intrication d'électrons est transférée à des photons par effet Bremsstrahlung, ou des groupes d'électrons intriqués sont géné- rés à partir d'électrons au moyen de dynodes.
Une description des différents composants connus individuellement et associés dans cette invention pour réaliser des faisceaux intriqués d'électrons intriqués ou de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou Infrarouges intriqués est présentée ci-dessous. Les modules de l'appareillage décrit dans l'invention ci-dessous existent comme unités séparées, pour des applications, telles que la production de faisceaux intriqués de lumière utilisés en cryptographie, la détection de très faible luminosités, la production de rayon X ou gamma pour des applications médicales, et l'accélération de particules dans les appareils de collision de particules : 1 - Générateur de faisceaux intriqués de photons de lumière ultraviolette, visible ou infrarouge :
Des faisceaux de photons lumineux intriqués sont produits avec des cristaux non- linéaires, par exemple des cristaux d'oxyde de borate de baryum (BBO) ou de triborate de lithium (LBO). Ceci est obtenu par illumination de ces cristaux par un faisceau laser polarisé [11 ,12].
La Figure 1 montre le schéma d'un système typique pour obtenir deux faisceaux de photons lumineux intriqués. Un faisceau laser (1 ) est dirigé sur le cristal non-linéaire (3) à travers le polariseur (2). L'axe principal (4) du cristal est orienté selon l'angle (5). Deux faisceaux intriqués (6) et (7) sont émis dans le plan de polarisation et dans deux directions différentes. Ces faisceaux peuvent avoir la même ou différentes longueurs d'ondes. Ils sont généralement très faibles, de l'ordre de un photon intriqué avec un photon de l'autre faisceau pour 1O+20 photons émis par le laser. Le faisceau (8) en sortie du cristal n'est pas utilisé.
2 - Générateur d'électrons par photo-émission H 31: Des électrons sont émis par des photocathodes lorsque celles-ci sont irradiées ou illuminées par des photons infrarouges, visibles, ou ultraviolets. Ces photocathodes sont par exemple constituées par des couches de matériaux bi-alcali composés d'alliages d'antimoine et d'autres métaux tels que rubidium, potassium, et césium. D'autres métaux peuvent être ajoutés pour étendre la réponse spectrale. Le rendement de ces photocathodes varie de 1% à 40% selon le type de photocathode et selon la longueur d'onde des photons incidents. Certaines photocathodes fonctionnent avec un rendement moyen de 10 à 30% pour des longueurs d'ondes allant de 175 à 800 nm. Le matériau utilisé pour supporter les couches sensibles est, par exemple, du verre borosilicate, du quartz pour les photons ultraviolets (jusqu'à 160 nm), du fluorure de magnésium pour les photons ultraviolets (jusqu'à 110 nm), ou du saphir (AI2O3) pour les photons ultraviolets et les environnements difficiles.
La figure 2 représente schématiquement la photocathode (9) qui, sous l'action des photons (10), émet des photo-électrons (11 ).
3 - Amplificateur du nombre d'électrons H 31 : Sur la figure 2, les photo-électrons (11 ) émis par la photocathode, comme dans les photomultiplicateurs, sont dirigés vers une dynode (12) dont le potentiel est supérieur, par exemple de 100 V. Une électrode ou une lentille magnétique, (13) permet la focalisation du faisceau d'électrons sur la première dynode. L'impact de chaque photo-électron provoque l'émission de plusieurs électrons (14). Ce processus est répété jusqu'à 18 fois pour une amplification pouvant atteindre 10 millions. Dans les photomultiplicateurs, le faisceau d'électrons résultant (15) est généralement dirigé sur une anode (16) dont le courant est mesuré. 4 - Accélérateur d'électrons H 41 : Les appareils qui amplifient l'énergie cinétique des électrons, c'est à dire leur vitesse, sont des accélérateurs. Il en existe plusieurs sortes : accélérateurs linéaires, cyclotrons, rodotrons, etc. Tous reçoivent des électrons généralement de faible énergie cinétique, provenant par exemple d'un générateur par thermo-émission ou par photo-émission (17). Les accélérateurs linéaires sont les plus courants. Ils sont constitués par une série d'électrodes comme le montre schématiquement la figure 3. Le principe de l'accélération «résonante» est utilisé. Les électrons sont admis en (18), en provenance par exemple d'une photocathode (19), et après une focalisation magnétique (20). Les électrodes (21 ), qui sont alternativement positives et négatives grâce au générateur (22), accélèrent progressivement les électrons qui passent donc d'une énergie cinétique de, par exemple 100 eV, à des énergie de MeV ou même de GeV dans les grands accélérateurs. Ils sortent en (23). 5 - Cible [151 :
Pour obtenir par effet Bremsstrahlung un spectre de rayons de grande énergie, par exemple comprenant une grande quantité de gamma, ou d'énergie moindre, par exem- pie X, ultraviolets, visibles ou infrarouges, le faisceau d'électrons est projeté, après focalisation, par exemple au moyen d'une lentille magnétique, sur une cible de tungstène par exemple. La cible est représentée en (24) sur la figure 3. Par exemple les gamma (25) issus de la cible ont un spectre énergétique qui est représenté sur la figure 4. Dans cette figure, l'accélérateur est un appareil CLINAC (Accélérateur Linéaire Compact : « Compact Linear Accelerator »). Les électrons du faisceau ont une énergie de 6 MeV. Le spectre des gamma émis s'étend de 0 à 6 MeV comme le montre la figure 4. Il passe par un maximum vers 1 ,5 MeV [15]. Selon certains travaux [8,9], les rayons X et gamma émis par la cible du CLINAC sont intriqués par deux, trois, ou quatre, du fait qu'un seul électron émet par Bremsstrahlung, et pratiquement simultanément, les rayons X ou gamma. Les générateurs de rayons X comportent des cibles de métaux plus légers tels que le Cuivre. Les rayons X proviennent du Bremsstrahlung mais surtout du saut d'un électron L dans l'orbite K pour remplacer l'électron K qui a été éjecté. Dans ce cas, les rayons X sont un mélange de rayons X provenant de l'interaction K et du Bremsstrahlung. Seuls les rayons du Bremsstrahlung sont intriqués.
Dans les tubes cathodiques, la cible est un écran fluorescent. Celui-ci est bombardé par des électrons avec une énergie de l'ordre de 25 keV. Les pièges du produit fluorescent sont excités et ré-émettent pratiquement instantanément des rayons lumineux de diffé- rentes longueurs d'onde suivant le type de matériau fluorescent. L'excitation des pièges ne nécessitant que quelques eV, un électron excite plusieurs pièges, il en résulte une intrication entre les photons émis par le même électron. 6 - Diviseur de faisceau d'électrons : La technique de division des faisceaux d'électrons est utilisée en microscopie électroni- que [16]. Les diviseurs de faisceaux d'électrons sont utilisés également pour des applications d'holographie électronique [17].
Manières d'associer les modules précédents pour réaliser l'invention : Dans la meilleure manière de réaliser l'invention on utilise principalement des éléments décrits précédemment dans un agencement représenté sur la figure 5 dans son prin- cipe. D'autres modes de réalisation seront représentés dans la suite.
Sur cette figure, un laser (26) émet des rayons polarisés infrarouges, visibles ou ultraviolets à travers un polariseur (27). Ces rayons rencontrent un cristal non-linéaire (28). Ce cristal non-linéaire a la propriété d'émettre dans le plan de polarisation, en plus du faisceau qui traverse le cristal, deux faisceaux intriqués de photons (29) et (30) suivant un angle (31 ) par rapport au faisceau principal. Ces faisceaux, beaucoup plus faibles que le faisceau principal, sont éventuellement réfléchis par les miroirs (33) et (34), selon l'agencement de l'appareillage. Lesdits faisceaux sont généralement appelés « signal » et « idler ». Le faisceau principal est absorbé par un absorbeur (« phantom ») (32). Ce type de production de faisceaux intriqués de photons lumineux est bien connu de l'homme de l'art. Certains cristaux, dans certaines conditions produisent deux faisceaux dont la longueur d'onde des photons est le double de la longueur d'onde du faisceau laser incident. On peut également obtenir des faisceaux dont la longueur d'onde des photons est différente. Dans ce cas toutefois, la somme de l'énergie des photons intriqués est égale à celle du photons incident du laser. Les faisceaux sont envoyés sur deux canaux séparés qui commencent par les photocathodes (35) et (36). Ces photocathodes émettent des électrons intriqués de faible énergie. En effet, l'intrication est un phénomène robuste et la transmission de l'intrication d'une particule quantique à une autre est possible [6, 7, 8, 9]. La théorie de la photo- émission est bien connue. La loi de Einstein indique que l'énergie Ee, en Joule, de l'électron émis par un photon de fréquence nu , en Hertz, incident sur une surface dont le travail d'extraction de l'électron est phi , en Joule, est de la forme : Ee = h . nu - phi h étant la constante de Planck (h = 6,63 10-34 J.s). En unités plus pratiques : Ee = 1240 / lambda - phi
Dans cette équation, Ee est en eV, lambda, la longueur d'onde, en nm, et phi est en eV Par exemple, si lambda = 400 nm (lumière violette), si phi = 2,14 eV (Césium), Ee = 0,96 eV = 1.53 10"19 J.
Les métaux généralement utilisés, tels que Tellure, Gallium, Antimoine, Arsenic, etc , ont un travail d'extraction allant de 2 à 7 eV.
L'énergie de l'électron est une énergie cinétique. Sa vitesse, dans le cas du Césium, est donc : V = (2 Ee / m ) 0'5 = 5.8 1O+5 m/s avec m, masse de l'électron = 9,109 10~31 kg.
Selon la loi de Einstein, un photon cause l'éjection d'un électron. En conséquence, l'intrication du photon avec un autre photon de l'autre branche du système est transférée à l'électron. Deux électrons générés simultanément par deux photocathodes à partir de deux photons incidents intriqués sont donc intriqués.
Le rendement des meilleures photocathodes est présentement d'environ 25%. Sur l'un des faisceaux, un photon intriqué sur quatre transmet son intrication à un électron. Il en sera de même sur l'autre faisceau. Il en résulte que, dans ce cas, un photon sur 16 de chaque faisceau transmet son intrication à un électron qui est intriqué avec un autre électron dans l'autre branche du système. Une augmentation du rendement des photocathodes augmente donc rapidement le rendement en terme d'électrons intriqués. Il est important que les temps de trajets des photons à partir du cristal non linéaire soient égaux dans les deux branches du système pour obtenir une transmission optimale de l'intrication. Dans la présente invention, les électrons sont multipliés par une méthode similaire à celle utilisée dans les photomultiplicateurs. Les électrons de vitesse V sont focalisés et dirigés, dans chaque branche du dispositif, vers les multiplicateurs d'électrons (37) et (38). Ceux-ci comportent une première dynode qui crée un champ électrique EE. Ce champ est dû à une tension électrique appliquée sur la dynode, par exemple d'environ 100 V, sur une distance, d, par exemple de 1 cm (0,01 m). Le champ est donc de 10000 V/m. Les électrons éjectés, par exemple d'une photocathode de Césium, par des pho- tons de 400 nm, sont accélérés et acquièrent une énergie supplémentaire selon l'équation : Es = EE x d = 10O eV
L'énergie totale quand les électrons rencontrent la dynode, Ed, est donc de : Ed = Ee + Es = 100,96 eV = 1 ,62 10"17 J. La vitesse correspondante, Vd, est de : Vd = (2 Ed / m ) °'5 = 5,9 10+7 m/s Avec m masse de l'électron soit 9,11 10~31 kg.
La vitesse moyenne de l'électron pendant le trajet est donc de: Vm = (V + Vd) / 2 = 2,95 10+7 m/s
Le temps nécessaire pour parcourir la distance de la photocathode vers la première dynode est donc de : d / Vm = 3.38 10"10 S = 338 ps
Ce temps est très inférieur au temps requis pour une décohérence appréciable de l'état d'intrication des électrons. On peut donc considérer les électrons émis par la photocathode comme toujours intriqués lorsqu'ils rencontrent la première dynode. Les électrons rencontrent généralement la surface de la dynode avec un angle d'incidence de l'ordre de 45°. En conséquence, l'énergie des électrons est essentiellement dissipée par l'émission de plusieurs électrons et non pas par Bremsstrahlung. Les dynodes ont généralement une surface composée de beryllium-cuivre ou d'antimoine-césium. Le travail d'extraction pour ces métaux va de 2 à 5 eV. Dans le cas des électrons incidents, plusieurs électrons secondaires sont éjectés. En supposant que leur énergie est similaire à celle des électrons émis par la photocathode, soit 1 eV, 3 à 5 eV sont nécessaires pour éjecter un électron. Comme 100 eV sont disponibles, théoriquement 20 à 30 électrons secondaires pourraient être éjectés par l'action d'un seul électron. Le rendement des dynodes est, par exemple, de 5 à 10 électrons éjectés par électron incident. Les électrons éjectés provenant d'un électron in- triqué sont alors des électrons intriqués entre eux et avec les électrons correspondants de l'autre branche du système.
Le même phénomène se reproduit d'une dynode à l'autre car généralement le même champ électrique est appliqué entre dynodes et finalement vers l'anode finale qui dans notre cas a une configuration particulière. Dans le cas où, par exemple, 5 dynodes sont utilisées. Avec un gain de 5 électrons par dynode, on obtient un gain total de 3125 et avec un gain de 10 électrons par dynodes, on obtient un gain total de 100000. On a donc à la sortie de la dernière dynode 3125 ou 100000 électrons intriqués entre eux et intriqués avec les 3125 ou 100000 électrons correspondants de l'autre branche du sys- tème qui sont eux-mêmes intriqués entre eux. Le rendement du transfert d'intrication pouvant être partiel, seule une proportion des électrons produits sont intriqués entre eux ou avec ceux de l'autre branche du système selon l'optimisation du procédé. Dans la présente invention, l'anode non collectrice qui termine la partie augmentation du nombre d'électrons, comporte par exemple une ouverture en son centre, et permet aux électrons de continuer leur course vers le module suivant qui est l'accélérateur, augmentant l'énergie, donc de la vitesse, des électrons. Il est important que les temps de trajets des électrons entre les différents constituants dans le multiplicateur d'électrons aient la même valeur dans les deux branches du dispositif pour obtenir un transfert optimal de l'intrication. Un accélérateur est placé sur chaque branche du dispositif. Ils sont représentés sur la figure 5 par les repères (39) et (40). Le plus simple module est constitué par une seule électrode anode avec un potentiel de millions de volts pour accélérer les électrons. Par exemple, pour atteindre une énergie de 6 MeV, l'électrode est à 6 millions de volts. Dans ce cas le courant d'électrons est continu. Des modules accélérateurs d'électrons utilisant de plus faibles potentiels et donnant le même résultat sont bien connus des hommes de l'art. En particulier, l'accélérateur linéaire compact (« Compact Linear Acce- lerator » CLINAC) [15] est utilisé couramment pour des applications médicales ou nucléaires. Un diagramme simplifié de l'accélérateur linéaire du type Widerôe est donné sur la figure 3. Un faisceau de particules négatives (18), focalisées en (20), telles que des électrons est accéléré dans les intervalles avec des flèches vers la droite. Quand le cycle du générateur (22) change, les polarités changent et l'accélération se produit dans les autres intervalles. Pendant le changement de polarité les électrons progressent à l'intérieur des électrodes (21 ). La différence de potentiel entre les différentes électrodes est la même. Comme la vitesse des électrons augmente, la longueur des électrodes augmente à mesure que les électrons progressent dans l'appareil. Si la différence de potentiel est par exemple de 100000 V, et l'intervalle entre électrode de 10 cm (0,10 m), le champ électrique sera de 1000000 V/m et l'énergie acquise par les électrons de 100 keV par intervalle. Bien que les accélérateurs soient relativement longs, de l'ordre du mètre, la très grande vitesse des électrons, dû au fait qu'elle est relativiste et voisine de la vitesse de la lumière conduit à des temps de parcours dans l'accélérateur est de l'ordre de 330 ns (0,33 10~6 s). Ce temps est également inférieur au temps requis pour une décohérence appréciable de l'état d'intrication des électrons. Sur la figure 3 une cible (24) est représentée, elle fournie des gamma (25). Sur la figure 5, les faisceaux d'électrons intriqués entre eux et avec les électrons du faisceau correspondant sur l'autre branche du système rencontrent les cibles (41) et (42). Dans ce système, les électrons se propagent par groupes très rapprochés car la fréquence de changement de polarité est très élevée, de l'ordre de 200 Mégahertz. Dans le cas des rayons X, l'énergie requise pour les électrons est de l'ordre de 100 à 200 keV ; En conséquence, seulement quelques étages de l'accélérateur sont nécessaires, par exemple, deux étages.
Dans le cas des rayons lumineux, généralement un étage est suffisant pour élever l'énergie des électrons, par exemple, à 25 keV. Il est important que les temps de trajets des électrons dans l'accélérateur d'électrons aient la même durée dans les deux branches du dispositif pour obtenir une conservation optimale de l'intrication et un transfert optimal de l'intrication lors des bombardements de cibles ou d'échantillons par des électrons.
Les cibles représentées par les repères (41 ) et (42) sont optionnelles. Les faisceaux partiellement intriqués d'électrons partiellement intriqués entre eux peuvent être utilisés comme tels ou bien être dirigés vers des cibles, par exemple constituées de tungstène, représentées dans chaque branche du dispositif par les repères (41 ) et (42). Les électrons des faisceaux interagissent alors par effet Bremsstrahlung avec lesdites cibles. Si, par exemple, un électron des faisceaux a une énergie de 6 MeV, il génère plusieurs gamma dont l'énergie se répartit statistiquement sur le spectre de la courbe de la fi- gure 4. Lesdits gamma sont émis essentiellement vers l'avant à cette énergie et sont représentés par les repères (43) et (44). En outre, puisque le même électron émet plusieurs rayons gamma et X, ces rayons gamma et X sont également intriqués ce qui augmente encore le nombre de gamma partiellement intriqués dans les faisceaux produits dans le cadre de l'invention. On obtient donc deux faisceaux composés d'un spec- tre de rayons gamma et de rayons X et constitués par des groupes de rayons X et gamma partiellement intriqués entre eux et intriqués avec le groupe correspondant sur l'autre branche de l'appareil. Pour certaines applications, des collimateurs (45) et (46) sont nécessaires pour irradier des surfaces de dimensions données. Dans cette invention le terme collimateur se réfère à une fenêtre positionnée sur un faisceau de rayons X ou gamma divergent, émis par une source quasi ponctuelle, pour irradier une surface de dimension définie. De même, la collimation se réfère à la délimitation d'une zone à irradier. Dans les accélérateurs de type CLINAC les termes « collimateur » et « collimation » sont utilisés dans le sens de « fenêtre » et de « délimitation » comme dans cette invention.
Certains électrons, en particulier pour les cibles de métaux plus légers tels que le cuivre, interagissent avec les électrons de l'orbite K. Dans ce cas, l'électron qui remplace celui qui a été éjecté en produisant un rayon X, n'est pas intriqué et le rayon X émis n'est pas intriqué. On préfère donc des cibles pour lesquelles l'interaction avec les élec- trons de l'orbite K est minimale pour obtenir un rendement élevé. Les cibles pour lesquelles l'interaction avec les électrons de l'orbite K est importante ne sont toutefois pas exclues dans la mesure où une partie du spectre est utile. Ce problème est surtout important pour les électrons intriqués incidents d'une énergie inférieure à 200 keV. Pour obtenir des rayons intriqués dans le domaine de l'ultraviolet, visible, ou infrarouge, la cible est constituée de molécules fluorescentes. L'impact des électrons intriqués de plus faible énergie, par exemple de 25 keV, provoque l'émission de photons auxquels l'intrication a été transférée. On obtient donc à nouveau deux faisceaux composés d'un spectre de rayons ultraviolets, visibles, ou infrarouges et constitués par des groupes de rayons ultraviolets, visibles, ou infrarouges partiellement intriqués entre eux et intriqués avec le groupe correspondant sur l'autre branche de l'appareil.
Dans le cas où l'on n'utilise pas de cibles on obtient des groupes d'électrons intriqués entre eux et intriqués avec le groupe correspondant sur l'autre branche de l'appareil. Une version de l'appareillage comporte un ou plusieurs diviseurs de faisceaux d'électrons entre les multiplicateurs d'électrons (37) et (38) et les accélérateurs d'électrons (39) et (40). On obtient alors plus de deux faisceaux d'électrons. Par exemple, dans le cas d'une division de chaque branche, on obtient soit quatre faisceaux d'électrons partiellement intriqués de haute énergie si l'on n'utilise pas de cible, soit des groupes de rayons gamma, X, ultraviolets, visibles, ou infrarouges partiellement intriqués entre eux si l'on utilise une cible. Il est également possible de n'utiliser qu'une seule branche, avec ou sans division, de l'appareillage décrit ci-dessus avec des photons non intriqués incident sur la photocathode. Dans ce cas on obtient un ou plusieurs faisceaux contenant soit des groupes d'électrons partiellement intriqués entre eux si l'on n'utilise pas de cibles, soit des grou- pes de rayons gamma, X, ultraviolets, visibles, ou infrarouges partiellement intriqués entre eux si l'on utilise une ou plusieurs cibles. La photocathode peut également être remplacée par une cathode chaude, par exemple une cathode à oxyde, qui émet des électrons par agitation thermique.
Il est clair que par divisions successives le nombre de faisceaux intriqués n'est pas limi- té.
Les différentes étapes utilisées pour la mise en œuvre du procédé, objet de cette invention, et la caractérisation des produits correspondants sont présentées ci-dessous selon les modes de l'invention.
1 - Dans le procédé pour générer, soit un faisceau d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, ou, soit plusieurs faisceaux intriqués, en tout ou partie, d'électrons accélérés eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie, appelé dans la suite « procédé de référence », on utilise entre autre :
- la génération d'électrons,
- la multiplication du nombre d'électrons, - l'accélération des électrons,
Ce procédé est caractérisé en ce que l'on effectue les étapes principales suivantes, appelées par convention étapes « primaires » :
- une étape « primaire » de production d'un faisceau d'électrons intriqués, dans laquelle on produit un faisceau de d'électrons libres intriqués, appelée faisceau de « multiplication », par les sous-étapes suivantes, dénommées par convention
« étapes secondaires » : o dans une étape « secondaire » de génération d'électrons dans laquelle on génère des électrons libres, par exemple, soit au moyen d'une cathode chauffée, ou, soit au moyen d'une photocathode irradiée, illuminée par un faisceau compo- se respectivement de photons ultraviolets, visibles ou infrarouges, ou une combinaison de ces types de photons, cette photocathode transmettant l'intrication éventuelle des photons aux électrons générés dans ce cas, la cathode ou la photocathode sera appelée par convention « électrode » de l'étape, dans une autre étape « secondaire » de multiplication de l'intrication, on produit des électrons intriqués, comportant les sous-étapes suivantes, appelée par convention étapes « tertiaires » :
• une étape « tertiaire » d'introduction des électrons dans le premier étage du multiplicateur d'électrons intriqués, dans laquelle on dirige, par exemple au moyen d'une lentille magnétique ou d'une électrode de focalisation, des électrons libres de l'étape précédente vers une dynode dont le potentiel est supérieur à l'« électrode » de l'étape précédente, par exemple de 100V. L'impact d'au moins un électron sur cette dynode provoque l'émission de plusieurs électrons émis simultanément, ou en cascade rapprochée, donc intriqués en tout ou partie entre eux. Dans les cas où les électrons incidents sont eux- mêmes intriqués avec d'autres électrons, un transfert partiel ou total de l'intrication des électrons incidents aux électrons se produit lors de l'impact par la dynode . - Dans une étape « tertiaire » optionnelle de multiplication de l'intrication dans le second étage du multiplicateur d'électrons intriqués, on dirige des électrons produits à l'étape précédente vers une nouvelle dynode dont le potentiel est supérieur à la dynode précédente, par exemple de 100V. L'impact d'au moins un électron provoque l'émission de plusieurs électrons émis simultanément, ou en cascade rapprochée, donc intriqués en tout ou partie entre eux, et dans les cas où les électrons incidents sont eux-mêmes intriqués avec d'autres électrons, avec un transfert partiel ou total de l'intrication des l'électrons incidents aux électrons produits par cette nouvelle dynode lors de l'impact.
• Dans une étape « tertiaire » optionnelle de multiplication additionnelle de l'intrication dans un ou plusieurs étages intermédiaires du multiplicateur des électrons intriqués, on répète l'étape précédente de 1 à 99 fois pour obtenir un grand nombre d'électrons intriqués,
• Dans une étape « tertiaire » de sortie des électrons dans le dernier étage du multiplicateur d'électrons intriqués, on dirige des électrons intriqués produits à l'étape précédente vers une anode non collectrice, dont le potentiel est supérieur à la dernière dynode rencontrée, par exemple de 100 V. Ladite anode comporte, par exemple, soit une ouverture en son centre, soit encore une grille ad hoc, cette anode ne collecte pas les électrons, et autorise le passage de tout ou partie des électrons libres intriqués, pour former le faisceau de « multiplication ».
• Dans une étape « tertiaire » optionnelle de focalisation, on focalise, par exemple au moyen d'une lentille magnétique ou d'une électrode de focalisation, le faisceau de « multiplication ». o Dans une étape « primaire » optionnelle de division du faisceau de
« multiplication », on produit deux ou plusieurs faisceaux composés d'électrons libres intriqués, éventuellement multipliés à nouveau, appelée faisceaux « intriqués » « divisés », par les sous-étapes suivantes, dénommées par convention « étapes secondaires » : o Dans une étape « secondaire » de division du faisceau de « multiplication », on divise le faisceau de « multiplication » précédent en deux ou plusieurs faisceaux composés d'électrons intriqués, par exemple au moyen d'une ou plusieurs lentilles magnétiques ou électrodes de focalisation, lesdits faisceaux étant dénommés faisceaux « divisés ». o Dans une étape « secondaire » optionnelle (de cette étape « primaire ») de
« multiplication » des électrons intriqués, on applique séparément à tout ou partie des faisceaux « divisés » précédents, l'étape « secondaire » dite de multiplication de l'intrication définie à l'étape « primaire » de production d'un faisceau d'électrons intriqués. - Dans une étape « primaire » optionnelle de sur-division d'un ou plusieurs faisceaux « divisés », on répète l'étape « primaire » précédente de 1 à 20 fois pour au moins un faisceau « divisé » précédent, de façon à obtenir un grand nombre faisceaux surdivisés comportant un grand nombre d'électrons intriqués.
- Finalement, dans une étape « primaire » d'accélération des électrons intriqués, dans on accélère les électrons intriqués, soit du faisceau de « multiplication » lorsque aucune division n'est pratiquée auparavant, soit d'un ou plusieurs faisceaux intriqués « divisés » lorsque au moins une étape « primaire » de division du faisceau de « multiplication » a été appliquée. On communique alors aux électrons « intriqués » des faisceaux une énergie cinétique selon l'optimisation du procédé d'application. Le ou les faisceaux d'électrons intriqués accélérés forment alors le résultat du procédé.
Ces étapes « primaires », « secondaires » ou « tertiaires » peuvent également comporter des sous-étapes additionnelles optionnelles telles que des focalisations de faisceau d'électrons, des collimations de faisceau d'électrons, ou des accélérations de faisceau d'électrons selon l'optimisation du procédé. 2 - Dans un mode particulier, le « procédé de référence » ci-dessus, pour générer, soit un faisceau collimaté composé d'un spectre de photons intriqués, en tout ou partie, et dont les photons de chaque faisceau sont eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie, peut comporter entre autre en complément les fonctions suivantes: - l'effet Bremstrahlung, la collimation,
II est caractérisé par les étapes suivantes :
- on dirige les électrons intriqués accélérés, selon le cas, o soit du faisceau d'électrons intriqués accélérés, formant le résultat du procédé « référencé », vers une cible, par exemple de tungstène. Par effet Bremstrahlung un faisceau contenant un spectre de photons intriqués, en tout ou partie, composé de gamma, X, ultraviolets, visibles ou Infrarouges, selon l'énergie des électrons incidents est produit. o soit de tout ou partie des s faisceaux d'électrons intriqués accélérés, formant le résultat du procédé « référencé », vers une ou plusieurs cible selon l'application du procédé, par exemple de tungstène. Par effet Bremstrahlung des faisceaux contenant un spectre de photons intriqués, en tout ou partie, composé de gamma, X, ultraviolets, visibles ou Infrarouges, selon l'énergie des électrons incidents sont produits. - On positionne alors un ou plusieurs collimateurs dans le prolongement des cibles pour obtenir à travers chaque collimateur, un faisceau collimaté du ou des spectres de photons intriqués, selon l'irradiation requise pour l'utilisation du dispositif, ces faisceaux collimatés de photons intriqués forment le produit du procédé.
Ces dernières étapes peuvent comporter des sous-étapes additionnelles optionnelles telles que des focalisations de faisceau de photons lorsque leur longueur d'onde le permet, ou des collimations complémentaires de faisceau de photons, ou des combinaisons de ces moyens, selon l'optimisation du procédé.
3 - Dans un autre mode particulier, le « procédé de référence » numéroté 1 , est caractérisé par l'énergie cinétique communiquée par l'accélération aux électrons intriqués à l'étape « primaire » d'accélération des électrons intriqués, elle est comprise en 1 keV et 10 GeV.
4 - Dans un autre mode particulier, le « procédé de référence » numéroté 1 , lorsqu'il comporte des faisceaux « divisés » traversant au moins un élément de même nature selon le même enchaînement, est caractérisé par le fait qu'au moins deux faisceaux d'électrons « divisé » à partir du faisceau de « multiplication » comportent des temps trajets entre éléments homologues, par exemple entre des cathodes ou photocathodes et la première dynode, ou encore entre des dynodes de même rang d'une étape de multiplication additionnelle, de mêmes durées afin d'optimiser le transfert de l'intrication entre l'électron intriqué incident et les électrons intriqués produits.
5 - Dans un autre mode particulier, le procédé dépendant numéroté 2, est également caractérisé par le fait qu'au moins deux faisceaux d'électrons intriqués accélérés comportent des temps de trajets, entre la dernière dynode ayant produit les électrons intri- qués desdits faisceaux et les cibles d'incidence desdits faisceaux exploités par effet Bremstrahlung, qui sont de mêmes durées afin d'optimiser le transfert de l'intrication entre les électrons intriqués incidents et les photons gamma, ultraviolets, visibles ou Infrarouges intriqués, en tout ou partie, qui sont produits.
6 - Dans un autre mode particulier, le « procédé de référence » numéroté 1 , pour géné- rer deux ou plusieurs faisceaux intriqués, en tout ou partie, d'électrons accélérés, eux- mêmes intriqués, en tout ou partie, entre eux dans chaque faisceau, utilise entre autre en complément la génération de faisceaux intriqués de photons de lumière ultraviolette, visible ou infraraouge. Il est caractérisé en ce que l'on effectue les étapes suivantes :
- on génère deux faisceaux intriqués de photons ultraviolets, visibles ou infrarouge au moyen d'un cristal non linéaire, par exemple de BBO ou LBO, par illumination au moyen d'un laser polarisé, lesdits faisceaux intriqués étant dénommés « signal » et « idler », et appelés par convention les faisceaux « incidents » lorsqu'ils ne font pas l'objet d'une division.
- optionnellement on subdivise un ou deux des faisceaux intriqués de photons « signal » ou « idler », en un ou plusieurs faisceaux intriqués, en tout ou partie, de photons, eux-mêmes intriqués, en tout ou partie entre eux, dans chaque faisceau, lesdits faisceaux, étant soit des faisceaux intermédiaires, soit les faisceaux ultimes, résultants de la ou des divisions, ces derniers étant appelés par convention faisceaux « incidents ». - on applique le « procédé de référence » ci-dessus, au moins deux fois séparément et simultanément en utilisant au moins deux des faisceaux « incidents » définis ci- dessus. Au moins un des faisceaux est, soit le faisceau « signal », soit issu d'une division du faisceau « signal », et dont au moins un autre est, soit le faisceau « idler », soit issu d'une division du faisceau « idler ». Chacun desdits faisceaux « incidents » est appliqué comme faisceau de photons ultraviolets, visibles ou Infrarouges incidents sur la photocathode de l'étape « secondaire » de génération d'électrons de l'étape « primaire » de production d'un faisceau d'électrons intriqués du procédé. Il génère alors, soit un faisceau d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, ou soit plusieurs faisceaux intriqués, en tout ou partie, d'électrons accélérés eux- mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie.
Ces étapes peuvent comporter des sous-étapes additionnelles optionnelles telles que des focalisations ou des réflexions de faisceau de photons lorsque leur longueur d'onde le permet, ou des collimations de faisceau de photons, ou des combinaisons de ces moyens, selon l'optimisation du procédé.
7 - Dans un autre mode particulier, le procédé ci-dessus numéroté 6 décrit pour générer au moins deux faisceaux de photons collimatés gamma, X, ultraviolets, visibles ou Infrarouges intriqués, en tout ou partie, et dont les photons de chaque faisceau sont eux- mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie, dans lequel on utilise entre autre en complément : l'effet Bremstrahlung, la collimation,
II est caractérisé en ce que l'on effectue les étapes supplémentaires suivantes : - on dirige les électrons intriqués accélérés, selon le cas, o soit du susdit faisceau d'électrons intriqués accélérés, formant le résultat du procédé « référencé », vers une cible, par exemple de tungstène, qui produit par effet Bremstrahlung un spectre de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou Infrarouges intriqués, en tout ou partie, o soit de tout ou partie des susdits faisceaux d'électrons intriqués accélérés, formant le résultat du procédé « référencé », vers une ou plusieurs cibles selon l'application du procédé, par exemple de tungstène, qui produisent par effet Bremstrahlung un spectre de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou Infrarouges intriqués, en tout ou partie, - on place un ou plusieurs collimateurs sur tout ou partie des trajets des rayons provenant des cibles pour obtenir à travers chaque collimateur un faisceau collimaté de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou Infrarouges intriqués selon l'irradiation requise pour l'utilisation du dispositif. Ce ou ces faisceaux collimatés de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou Infrarouges intriqués forment le produit du procédé.
Ces étapes peuvent comporter des sous-étapes additionnelles optionnelles telles que des focalisations de faisceau de photons lorsque leur longueur d'onde le permet, ou des collimations complémentaires de faisceau de photons, ou des combinaisons de ces moyens, selon l'optimisation du procédé.
8 - Dans un autre mode particulier, le procédé ci-dessus numéroté 7 est, par surcroît, caractérisé en ce qu'au moins deux faisceaux d'électrons intriqués accélérés comportent des temps de trajets, entre la dernière dynode ayant produit lesdits électrons intri- qués desdits faisceaux et la cible d'incidence exploitée par effet Bremstrahlung pour chacun desdits faisceaux, qui sont de mêmes durées afin d'optimiser le transfert de l'intrication entre les électrons intriqués incidents et les photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou Infrarouges intriqués, en tout ou partie, produits.
9 - Dans un autre mode particulier, le procédé ci-dessus numéroté 6 est également ca- ractérisé par le fait que les temps de trajet des photons intriqués entre leur génération dans le cristal non linéaire, et leurs incidences sur au moins deux photocathodes, sont de mêmes durées afin d'optimiser le transfert de l'intrication entre les photons intriqués incidents, et les électrons intriqués, en tout ou partie, produits par lesdites photocathodes. 10 - Dans un autre mode particulier, l'application d'un des mode particulier de 1 à 9 de la description du procédé est caractérisée par le fait que tout ou partie du procédé est exécuté sous vide afin d'optimiser le transfert de l'intrication dans une ou plusieurs étapes ou utilisation du procédé.
11 - L'application de chacun des modes de 1 à 9 de la description du procédé résulte en un ou plusieurs produits selon le mode utilisées. Ces produits sont constitués, soit par le faisceau de particules intriquées entre elles, en tout ou partie, soit par les faisceaux intriqués entre eux de particules elles-mêmes intriqués entre elles, en tout ou partie, produits par le procédé, les faisceaux de particules comprenant soit des électrons, soit des photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges, soit encore un spectre de tout ou partie de ces types de photons selon le mode. Dans le cas d'un ou de faisceaux de photons, le produit comportent au moins un groupe de photons intriqués entre eux, produits par effet Bremstrahlung, à partir d'au moins deux électrons intriqués, sur une ou plusieurs cibles, ledit groupe de photons intriqués ayant une somme des énergies supérieure à l'énergie cinétique d'un seul des électrons incidents sur ladite ou une desdites cibles.
13 - L'application de chacun des modes de 1 à 9 de la description du procédé permet d'élaborer également un produit « amélioré » qui consiste en un ou plusieurs échantil- Ions « intriqués améliorés » de nucléides métastables. Ce produit peut être utilisé, par exemple, soit pour irradier l'environnement, soit pour construire un laser gamma, soit pour conduire des réactions physico-chimiques, soit pour communiquer à distance, ou soit encore, pour un usage médical.
14 - Pour l'application de l'ensemble des modes de 1 à 9 de la description du procédé, un produit intermédiaire ou final constitué, soit par le faisceau de particules intriquées entre elles, soit par les faisceaux intriqués entre eux de particules elles-mêmes intriqués entre elles, peut être produit par le procédé en utilisant des nucléides métastables. Ces faisceaux de particules comprennent, soit des électrons, soit des photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges, soit encore un spectre de tout ou partie de ces types de photons. Ce produit peut être utilisé pour un usage médical.
15 - L'homme de l'art peut généraliser l'enseignement fourni dans cette description à tout procédé pour générer, soit un faisceau d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, soit plusieurs faisceaux d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, les électrons accélérés étant eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie. Le procédé comprend, en association, au moins les étapes suivantes:
• une étape de génération, soit d'un faisceau d'électrons libres, soit de deux faisceaux d'électrons libres intriqués entre eux, en tout ou partie.
• une étape de multiplication des électrons du ou des faisceaux d'électrons libres générés, dans laquelle on produit, au moyen d'un ou plusieurs groupes de dynodes, un ou plusieurs faisceaux de multiplication composés d'électrons libres intriqués en tout ou partie.
• une étape d'accélération des électrons libres intriqués en tout ou partie, dans laquelle on accélère tout ou partie des électrons, du ou de certains des faisceaux de multiplication lorsqu'ils ne sont pas divisés, et d'un ou de plusieurs faisceaux de mul- tiplication divisés lorsqu'une division du ou de certains des faisceaux de multiplication a été appliquée, dans laquelle on communique aux électrons du ou des faisceaux une énergie cinétique selon l'optimisation du procédé d'application pour obtenir soit un faisceau d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, soit plusieurs faisceaux d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, les électrons accélérés étant eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie.
16 - Dans un mode particulier le procédé de l'étape de multiplication des électrons du ou d'au moins un des faisceaux d'électrons libres générés, est réalisée dans un ou plusieurs étages intermédiaires, composés chacun d'une dynode, formant un multiplicateur d'électrons, dans lequel on dirige des électrons libres vers une première dynode, puis vers les dynodes des étages optionnels suivants selon l'optimisation du procédé, l'impact d'au moins un électron sur au moins une desdites dynodes provoquant l'émission de plusieurs électrons émis simultanément, ou en cascade rapprochée, donc intriqués en tout ou partie entre eux, et dans le cas où l'électron incident est lui-même intriqué avec un autre électron, avec un transfert partiel ou total de l'intrication de l'électron incident aux électrons produits lors de l'impact sur la dynode, l'étape se terminant par une sortie des électrons dans un dernier étage du multiplicateur d'électrons, dans lequel on dirige les électrons produits, intriqués en tout ou partie, vers une anode non collectrice, appelée par convention « électrode » de l'étape, dont le potentiel est supérieur à la dernière dynode rencontrée, l'anode comportant par exemple, soit une ouverture en son centre, soit encore une grille ad hoc, cette anode ne collectant pas les électrons, et autorisant le passage de tout ou partie de ces électrons libres, pour former le faisceau de multiplication,
17 - Dans un mode particulier le procédé dans lequel on utilise des faisceaux de multiplication divisés est caractérisé en ce qu'au moins deux des faisceaux de multiplication divisés comportent des temps trajets entre éléments homologues de mêmes durées.
18 - Dans un mode particulier le procédé dans l'étape de génération comporte deux faisceaux d'électrons libres intriqués entre eux, en tout ou partie, générés chacun au moyen d'une photocathode irradiée ou illuminée par un des faisceaux intriqués de pho- tons ultraviolets, visibles ou infrarouges, dénommées « Signal » et « Idler », obtenus au moyen d'un cristal non linéaire, par exemple de BBO ou de LBO, par illumination au moyen d'un laser polarisé, les faisceaux intriqués étant appelés par convention les fais- ceaux « incidents », ces faisceaux incidents et les photocathodes convenant pour la photo-émission. Ces photocathodes transmettnt l'intrication éventuelle des photons desdits faisceaux incidents aux électrons libres générés pour former les faisceaux d'électrons libres générés intriqués entre eux, en tout ou partie. 19 - Dans un mode particulier le procédé dans l'étape de génération comporte des temps de trajet des photons intriqués entre leur génération dans le cristal non linéaire, et leurs incidences sur deux photocathodes, sont de mêmes durées afin d'optimiser le transfert de l'intrication entre les photons intriqués incidents, et les électrons libres gé- nérés par les photocathodes pour former les faisceaux d'électrons libres générés.
20 - Dans un mode particulier le procédé dans l'étape de génération est conçu pour que les temps de trajet des deux faisceaux d'électrons libres générés entre les photocathodes et les premières dynodes d'incidence, puis entre dynodes successives, sont de mêmes durées afin d'optimiser les transferts de l'intrication entre l'électron intriqué inci- dent et les électrons intriqués produits par les dynodes.
21 - Dans un mode particulier on utilise le procédé pour générer, soit un faisceau d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, soit plusieurs faisceaux d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, soit un faisceau composé d'un spectre de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges intriqués, en tout ou partie, soit plusieurs faisceaux intriqués, en tout ou partie, composés d'un spectre de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges dont les photons de chaque faisceau sont eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie. Dans ce procédé on dirige les électrons accélérés intriqués, selon le cas :
• soit du susdit faisceau d'électrons accélérés intriqués, formant le résultat du procé- dé, vers une cible qui produit par effet Bremsstrahlung un faisceau contenant un spectre de photons intriqués, en tout ou partie, composé de gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges, selon l'énergie des électrons incidents.
• soit de tout ou partie des faisceaux d'électrons accélérés intriqués, formant le résultat du procédé, vers une ou plusieurs cibles qui produisent par effet Bremsstrahlung un ou plusieurs faisceaux eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie, contenant un spectre de photons intriqués, en tout ou partie, composé de gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges, selon l'énergie des électrons incidents, dont les photons de chaque faisceau sont eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie.
22 - Dans un mode particulier l'utilisation qui comprend au moins deux faisceaux d'électrons accélérés intriqués doit comporter des temps de trajets, entre la sortie de l'étape d'accélération et l'incidence sur la cible exploitée par effet Bremsstrahlung pour chacun des faisceaux, de mêmes durées afin d'optimiser le transfert de l'intrication en- tre les électrons intriqués incidents sur les cibles et les photons gamma, ultraviolets, visibles ou infrarouges intriqués, en tout ou partie, qui sont produits.
23 - Le dispositif pour la mise en œuvre du procédé comprend :
• un ou plusieurs appareillages de génération d'électrons libres spécialement adaptés à l'étape de génération des électrons libres.
• un ou plusieurs appareillages de multiplication des électrons libres spécialement adaptés à l'étape de multiplication des électrons libres.
• un ou plusieurs appareillages d'accélération des électrons libres spécialement adaptés à l'étape d'accélération d'électrons libres. 24 - Dans un mode particulier le dispositif mentionné précédemment comprend :
• un appareillage de génération d'électrons libres (47) spécialement adapté à l'étape de génération des électrons libres.
• un appareillage de multiplication des électrons libres (48) spécialement adapté à l'étape de multiplication d'électrons libres. « un appareillage d'accélération des électrons libres (49) spécialement adapté à l'étape d'accélération d'électrons libres.
Les électrons libres accélérés en sortie de l'appareillage d'accélération forment alors le faisceau (50) d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie.
25 - Dans un mode particulier le dispositif mentionné précédemment comprend : • un appareillage de génération d'électrons libres (47) spécialement adapté à l'étape de génération d'électrons libres.
• un appareillage de multiplication (48) des électrons libres spécialement adapté à l'étape de multiplication des électrons libres.
• un appareillage de division (84) dudit faisceau de multiplication (85) spécialement adapté à l'entrée dans l'étape d'accélération des électrons libres, pour produire les faisceaux de multiplication divisés (86, 87).
• deux ou plusieurs appareillages d'accélération (88, 89) des électrons libres spécialement adaptés à l'étape d'accélération des électrons libres.
Les électrons libres accélérés en sortie des appareillages d'accélération forment alors les faisceaux (90, 91 ) d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, les électrons accélérés étant eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie.
26 - Dans un mode particulier le dispositif mentionné précédemment comprend :
• un appareillage de génération spécialement adapté à ladite étape de génération d'électrons libres, qui produit deux faisceaux d'électrons libres générés chacun au moyen d'une photocathode (35, 36) irradiée ou illuminée par un des faisceaux (29, 30) intriqués de photons ultraviolets, visibles ou infrarouges, dénommées « Signal » et « Idler », obtenus au moyen d'un cristal non linéaire (28), par exemple de BBO ou de LBO, par illumination au moyen d'un laser (26) muni d'un polarisateur (27), les faisceaux intriqués étant appelés par convention les faisceaux « incidents », ces faisceaux incidents et les photocathodes convenant pour la photo-émission. Ces photocathodes transmettent l'intrication éventuelle des photons des faisceaux incidents aux électrons libres générés pour former les faisceaux d'électrons libres générés, intriqués entre eux, en tout ou partie, • deux appareillages de multiplication (37, 38) des électrons libres spécialement adaptés à l'étape de multiplication des électrons libres,
• deux appareillages d'accélération (39, 40) des électrons libres spécialement adaptés à l'étape d'accélération des électrons libres,
Les électrons libres accélérés en sortie des appareillages d'accélération forment les faisceaux (112, 113) d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, ces électrons accélérés étant eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie.
Description sommaire des dessins :
La Figure 1 représente le schéma de l'utilisation d'un cristal non-linéaire pour obtenir deux faisceaux intriqués de photons de lumière (d'après Kurtsiefer C, Oberparleiter M., and Weinfurter H., « Génération of correlated photon pairs in type II parametric down conversion - revisited » Feb. 7, 2001 , submitted J. Mod. Opt.)
La figure 2 représente schématiquement le processus de multiplication des électrons dans un photomultiplicateur (d'après Ralph W. Engstrom, "Photomultipliers Handbook"). La figure 3 représente schématiquement un accélérateur linéaire muni d'une cible de tungstène pour émettre un spectre de photons gamma et X.
La figure 4 montre le spectre typique de photons gamma et X émis par un accélérateur linéaire de type CLINAC (d'après Sameer S. A. Natto, BeIaI Moftah, and Noor M. H. Ghassal, Journal of Australian Physical & Engineering Sciences in Médecine, 26, 3, pp 78-82, 2003.).
La figure 5 représente le schéma d'ensemble d'une version de l'appareillage objet de l'invention. Cet appareillage génère deux faisceaux intriqués de rayons gamma, X, ul- traviolets, visibles, ou infrarouges, eux-mêmes partiellement intriqués.
La figure 6 représente le schéma d'un générateur typique d'électrons intriqués.
La figure 7 représente le schéma d'un générateur de photo-électrons par transparence.
La figure 8 représente le schéma d'un générateur de photo-électrons par réflexion.
La figure 9 représente le schéma d'un amplificateur du nombre d'électrons constitué de dynodes.
La figure 10 représente le schéma d'un accélérateur d'électrons du type linéaire. La figure 11 représente le schéma d'un générateur typique de rayons infrarouges, visibles, ultraviolets, X, ou gamma, intriqués grâce à une cible dans laquelle l'effet de Bremsstrahlung produit lesdits rayons. Ces rayons sont collimatés. La figure 12 représente le schéma du processus de Bremsstrahlung dans une cible dans lequel les électrons incidents génèrent des rayons infrarouges, visibles, ultraviolets, X, ou gamma, intriqués.
La figure 13 illustre le cas où le faisceau d'électrons sortant du multiplicateur d'électrons est divisé en deux. Chaque faisceau est alors envoyé vers l'accélérateur pour émettre des électrons de forte énergie qui sont utilisés comme tels.
La figure 14 illustre le cas où le faisceau d'électrons sortant du multiplicateur d'électrons est divisé en deux. Chaque faisceau est alors envoyé vers l'accélérateur pour émettre des électrons de haute énergie. Lesdits électrons rencontrent alors une cible pour générer des rayons infrarouges, visibles, ultraviolets, X, ou gamma, intriqués. La figure 15 illustre une variante de la figure 13 dans laquelle les faisceaux divisés sont dirigés vers un multiplicateur d'électrons avant d'entrer dans l'accélérateur pour émettre des électrons de forte énergie qui sont utilisés comme tels.
La figure 16 illustre une variante de la figure 15 dans laquelle les faisceaux divisés sont dirigés vers des multiplicateurs d'électrons avant d'entrer dans les accélérateurs pour émettre des électrons de forte énergie. . Lesdits électrons rencontrent alors des cibles pour générer des rayons infrarouges, visibles, ultraviolets, X, ou gamma, intriqués. La figure 17 illustre une variante de la figure 5 dans laquelle les faisceaux d'électrons intriqués à la sortie des multiplicateurs d'électrons sont utilisés comme tels pour irradier, par exemple, des échantillons thermoluminescents. La figure 18 illustre une variante de la figure 17 dans laquelle les faisceaux d'électrons intriqués à la sortie des multiplicateurs d'électrons sont focalisés pour irradier de très petites surfaces.
La figure 19 illustre une variante de la figure 17 dans laquelle les photoélectrons en provenance de la photocathode sont admis directement dans l'étage d'accélération pour produire deux faisceaux d'électrons intriqués.
La figure 20 illustre une variante de la figure 5 dans laquelle les photoélectrons en provenance de la photocathode sont admis directement dans l'étage d'accélération pour produire deux faisceaux de rayons gamma.
Manières de réaliser l'Invention :
Des manières de réaliser l'invention sont décrites ci-dessous. Cependant, il est précisé que la présente invention peut-être réalisée de différentes façons. Ainsi les détails spécifiques mentionnés ci-dessous ne doivent pas être compris comme limitant la réalisa- tion, mais plutôt comme une base descriptive pour supporter les revendications et pour apprendre à l'homme de l'art l'usage de l'invention présente, dans pratiquement la totalité des systèmes, structures, ou manières détaillées appropriés. La Figure 6 représente un module de transformation des photons en un faisceau d'électrons intriqués. L'élément (47) représente un générateur d'électrons de faible énergie, par exemple de 1 à 10 eV. Ledit générateur peut être une photocathode ou in filament chaud. Un premier type de photocathode est illustré sur la figure 7. Une fenêtre transparente (51) est traversée par des photons (52) qui rencontrent la couche sensible (53). Ladite couche sensible émet des électrons (54) selon l'explication qui a été fournie précédemment. Les électrons peuvent également être émis par une cathode par ré- flexion comme indiqué sur la figure 8. Dans ce cas, les photons (55) traverse une fenêtre (56) pour rencontrer la couche sensible (57) portée par exemple sur la paroi (58) et émettre les électrons (59).
Les électrons (61 ) sont alors attirés par la dynode (60) du module multiplicateur d'électrons représenté sur la figure 9. Ledit module est référencé (48) sur la figure 6. Ladite dynode (60) a un potentiel supérieur à celui de la cathode, par exemple de 100 V, pour créer un champ électrique et accélérer les électrons comme expliqué précédemment. Une électrode ou bobine de focalisation (62) peut être utilisée pour focaliser les électrons. Plusieurs électrons intriqués (63) sont émis par l'impact de chaque électron comme le montre la figure 9. Le même phénomène se reproduit sur les dynodes suivantes, comme le montre la dynode (64) qui émet les électrons intriqués (65). Finalement, le faisceau de la dernière dynode est focalisé par une électrode ou bobine (67) pour former le faisceau (66) qui sera admis dans le module suivant. Le module suivant, référencé (49) sur la figure 6, est le module d'accélération des élec- trons. La figure 10 est un schéma de ce module. Les électrons du faisceau (68), provenant du module multiplicateur, sont admis a travers un anneau de focalisation (69) vers une électrode (70) de potentiel très élevé, par exemple de 100000 V. Ils sont donc fortement accélérés et continuent leur course à travers l'électrode (70) pour être refocalisés par l'anneau (71 ) alors qu'un nouveau potentiel très élevé appliqué dans le sens ad hoc par le générateur (76) entre les électrodes (70) et (72) continue d'augmenter la vitesse des électrons. Le processus est répété avec les focalisateurs (73), (75) et suivants ainsi qu'avec les électrodes (74) et suivantes jusqu'à la sortie du faisceau d'électrons intriqués de grande énergie (77). Ce faisceau peut être utilisé comme tel pour différents applications. Il peut également être envoyé sur une cible comme le monte la figure 11.
La figure 11 est identique à la figure 6 avec l'ajout d'une cible (80) et d'un collimateur (82) pour collimater les rayons (81 ) émis par Bremsstrahlung.
Sur la figure 12, est représenté le faisceau accéléré d'électrons intriqués (79) qui rencontrent la cible (80), par exemple de tungstène, de laquelle sont émis les rayons intri- qués, par exemple gamma (81 ). Lesdits rayons intriqués sont alors collimatés par le collimateur (82) pour fournir un faisceau (83) avec les dimensions requises pour les applications.
Sur la figure 13, on retrouve le générateur d'électrons (47), le multiplicateur d'électrons (48) qui génère des électrons intriqués (85) et le diviseur de faisceau (84) qui divise sta- tistiquement les électrons intriqués en deux faisceaux (86) et (87). Ces faisceaux sont alors admis dans deux accélérateurs d'électrons (88) et (89) semblables à celui décrit précédemment. Il en sort deux faisceaux d'électrons (90) et (91 ) de haute énergie contenant des groupes d'électrons intriqués entre eux et intriqués de faisceau à faisceau. Lesdits faisceaux peuvent alors être utilisés comme tels pour diverses applica- tions.
Les faisceaux intriqués d'électrons peuvent également être utilisés comme le montre la figure 14. Deux cibles (118) et (119) sont positionnées sur le trajet des électrons de haute énergie sortant de l'accélérateur. Par effet Bremsstrahlung, deux faisceaux de gamma intriqués (92) et (93), par exemple, sont émis. Lesdits gamma sont collimatés par les collimateurs (94) et (95). Les faisceaux collimatés (96) et (97) peuvent alors être utilisés pour diverses applications.
Une variante de la mise en œuvre précédente est représentée sur la figure 15. Dans ladite variante, les faisceaux (86) et (87) provenant du diviseur de faisceau sont envoyés sur deux autres multiplicateurs d'électrons (98) et (99) qui augmentent le nombre d'électrons intriqués dans chaque branche. Lesdits électrons sont alors accélérés dans les accélérateurs (100) et (101 ). Les faisceaux d'électrons intriqués (102) et (103) sont alors utilisés comme tels pour diverses applications. Une utilisation desdits faisceaux intriqués est représentée sur la figure 16. Ladite figure contient les éléments de la figure 15 et deux cibles (104) et (105) positionnées sur le trajet des électrons de haute énergie sortant de l'accélérateur. Par effet Bremsstra- hlung, deux faisceaux de gamma intriqués (106) et (107), par exemple, sont émis. Lesdits gamma sont collimatés par les collimateurs (108) et (109). Les faisceaux collimatés (110) et (111 ) peuvent alors être utilisés pour diverses applications. La figure 17 est une version simplifiée de la figure 5 dans laquelle les faisceaux d'électrons intriqués (112) et (113) sont utilisés comme tels pour diverses applications. La figure 18 représente une version particulière de la figure 17. Dans la figure 18, une focalisation des électrons intriqués de haute énergie est faite, par exemple, grâce à des lentilles magnétiques (114) et (115) afin d'obtenir des faisceaux intriqués couvrant des surfaces ad hoc, par exemple de un micromètre carré à un millimètre carré sur les cibles-échantillons (116) et (117). Les faisceaux non focalisés peuvent couvrir des surfaces plus grandes, par exemple de un millimètre carré à un décimètre carré. Le même dispositif de focalisation est également applicable aux faisceaux produits sur les figures 13 et 15. La figure 19 est une version simplifiée de la figure 5 dans laquelle les photoélectrons émis par la photocathode sont admis dans l'étage accélérateur et les faisceaux d'électrons intriqués (112) et (113) sont utilisés comme tels pour diverses applications. La figure 20 est une autre version simplifiée de la figure 5 dans laquelle les photoélectrons émis par la photocathode sont admis dans l'étage accélérateur et les faisceaux d'électrons intriqués (90) et (91 ) sont dirigés sur des cibles (41 ) et (42) afin de produire par effet Bremsstrahlung des faisceaux de rayons X ou gamma (43) et (44) pour être utilisés après être délimités par les fenêtres (45) et (46).
Meilleure manière de réaliser l'Invention : La figure 5 représente la meilleure manière de réaliser l'invention. Un laser (26) émet un faisceau de rayons de lumière avec une longueur d'onde de 110 à 800 nm selon la longueur d'onde choisie pour les photons intriqués (29) et (30). Pour les faibles longueurs d'ondes un laser excimer est utilisé. Un polariser (27) est utilisé pour obtenir la polarisation dans un plan afin que les faisceaux intriqués (29) et (30) soient émis dans un plan. Le faisceau polarisé est envoyé sur un cristal non-linéaire, du type BBO ou LBO ou tout autre matériau non linéaire. Les cristaux utilisés présentement ont un très faible rendement de l'ordre de 1/1O+20. Des cristaux plus efficaces sont en cours d'évaluation. Dans l'orientation optimale, trois faisceaux sont émis par le cris- tal : un faisceau direct, non perturbé, qui sort dans la direction du faisceau incident ; et deux faisceaux intriqués (29) et (30) appelés « signal » et « idler » selon la convention habituelle. Lesdits faisceaux font un angle (31 ) avec le faisceau principal, non perturbé, qui est absorbé par le « phantom » (32). Lesdits faisceaux sont réfléchis par les miroirs (33) et (34) pour aller dans la direction des modules suivants ou ces faisceaux utilisent des fibres optiques.
Les convertisseurs de photons en électrons (35) et (36), sont, par exemple, constitués d'une couche photo-émissive, la photocathode, qui absorbe les photons et transmet leur énergie aux électrons qui sont émis par ladite couche avec l'énergie mentionnée précédemment. La photocathode est placée dans une chambre vide. L'émission d'électrons peut se faire dans la direction des photons incidents (52) comme le montre la figure 7 ou à la manière d'une réflexion comme le montre la figure 8. Dans la figure 7, les photons incidents (52) traversent la fenêtre transparent (51 ) avant de rencontrer la photocathode semi-transparente (53), par exemple de 20 nm d'épaisseur, et par exemple constituée de matériaux tels que Tellure, Gallium, Anti- moine, Arsenic, etc. Les électrons (54) sont émis approximativement dans le direction des photons incidents. Dans ce cas, l'efficacité de la cathode ne dépasse pas 50%. Dans la figure 8, l'épaisseur de la photocathode (57) est plus importante que celle de la figure 7, de l'ordre d'un micromètre et les photons (55) sont admis dans la chambre évacuée par une fenêtre (56). Ils rencontrent la photocathode qui est maintenue par le support (58). Les électrons émis (59) sont réfléchis comme le montre la figure 8. L'efficacité de ladite photocathode est légèrement supérieure à celle de la figure 7. Les multiplicateurs du nombre d'électrons (37) et (38), par exemple constitués de dyno- des, sont représentés sur la figure 9. Les électrons (61 ) en provenance de la photocathode sont focalisés, par exemple par une lentille magnétique (62), pour qu'ils atteignent première dynode (60). Ils provoquent l'émission d'un plus grand nombre d'électrons secondaires (63) qui rencontrent la seconde dynode (64). De plus nombreux électrons (65) sont produits pour rencontrer la dynode suivante et ainsi de suite jusqu'à la dernière dynode dont les électrons sont focalisés, par exemple au moyen d'une len- tille magnétique (67), pour former un faisceau d'électrons axial (66) qui est injecté dans le module suivant.
Les modules accélérateurs d'électrons (39) et (40), par exemple des accélérateurs linéaires, sont schématiquement représentés sur la figure 10. Le faisceau d'électrons incidents (68) sont introduits dans la première électrode d'accélération (70) après passage éventuel dans une lentille magnétique (69), par exemple, pour focaliser les électrons. Des lentilles, par exemple magnétiques (71 ), (73), sont utilisées pour éventuellement re-focaliser le faisceau d'électrons, entre les électrodes, et à la sortie du faisceau. Les électrodes (70), (72), (74) et autres, car trois seulement sont représentées, sont alternativement portées à des potentiels positif et négatif de façon à accélérer les électrons dans les intervalles. Lesdites électrodes sont alimentées par un générateur de courant alternatif (76) à très haute fréquence. Finalement le faisceau d'électrons (77) sort de l'accélérateur après, par exemple, une dernière focalisation par la lentille magnétique (75). Dans la figure 5, les électrons intriqués (90) et (91 ) sont alors projetés contre des cibles (41) et (42) qui, par effet Bremsstrahlung, produisent des rayons intriqués infrarouges, visibles, ultraviolets, X, ou gamma (43) et (44), selon le type de cible et l'énergie des électrons.
La figure 12 montre schématiquement la génération des rayons infrarouges, visibles, ultraviolets, X, ou gamma, par effet Bremsstrahlung. Le faisceau d'électrons de grande énergie (79) rencontre une cible (80) de métal lourd, par exemple, de tungstène pour les rayons gamma. Un spectre de rayons intriqués gamma et X (81 ) est produit essentiellement dans la direction des électrons, cependant un collimateur (82) est utilisé pour obtenir un faisceau (83) uniquement dans la région désirée, généralement désignée isocentre. Les rayons infrarouges, visibles, ultraviolets, X, ou gamma obtenus sont par- tiellement intriqués entre eux et avec les rayons infrarouges, visibles, ultraviolets, X, ou gamma correspondants de l'autre branche du système.
Pour obtenir des rayons X intriqués, l'accélérateur d'électrons opère avec une tension électrique, par exemple de 100 kV, pour générer un spectre de rayons X intriqués centré sur environ 30 keV. Comme précédemment, les rayons X obtenus sont partiellement intriqués entre eux et avec les rayons X correspondants de l'autre branche du système. Pour obtenir des rayons infrarouges, visibles, ultraviolets intriqués, l'accélérateur d'électrons opère avec une tension électrique, par exemple de 25 kV, pour générer un spectre de rayons infrarouges, visibles, ultraviolets intriqués, centré généralement sur une longueur d'onde dépendant du matériau fluorescent choisi. Comme précédemment, les rayons infrarouges, visibles ou ultraviolets obtenus sont partiellement intriqués entre eux et avec les rayons infrarouges, visibles ou ultraviolets correspondants de l'autre branche du système. L'amplification de l'intensité du faisceau obtenu de photons partiellement intriqués entre eux et intriqués avec les photons correspondants de l'autre branche, par rapport aux faisceaux issus du cristal non-linéaire, est de l'ordre de 3000 à 100000.
Possibilités d'applications industrielles :
Les multiples utilisations du procédé référencé et de tous ses compléments et options sont listées et numérotées ci-dessous :
1 - Utilisation du procédé, selon l'un quelconque des modes de mise en oeuvre du procédé, caractérisée en ce que le procédé est utilisé pour bombarder ou irradier des corps composés de substances sous forme solide, liquide, ou gazeuse, ou encore composés d'une combinaison de ces substances. 2 - Utilisation selon le paragraphe 1 caractérisée en ce que le procédé est mis en œuvre, soit avec des faisceaux d'électrons focalisés ou collimatés, soit avec des faisceaux de photons collimatés ou focalisés lorsque leur longueur d'onde le permet, afin de bombarder, irradier ou illuminer une ou plusieurs surfaces desdits corps, d'aires comprises entre 1000 nanomètres carrés et un décimètre carré. 3 - Utilisation selon le paragraphe 1 , caractérisée du fait que l'on transfère l'intrication des particules contenues dans le faisceau ou les faisceaux, produits par le procédé, à des corps composés de substances sous forme solide, liquide, ou gazeuse, ou encore composés d'une combinaison de ces substances, appelés par convention les « échantillons », afin d'introduire la propriété typique d'intrication entre des photons pié- gés, des électrons piégés, des atomes excités, des noyaux excités, des molécules excitées, des micelles excitées, contenus dans un ou plusieurs « échantillons » bombardés ou irradiés au moyen d'un ou plusieurs des faisceaux de particules, ou encore afin d'introduire la propriété typique d'intrication entre des photons piégés, des électrons piégés, des atomes excités, des noyaux excités, des molécules excitées, des micelles excitées, contenus dans des « échantillons » séparés bombardés ou irradiés au moyen de deux ou plusieurs des faisceaux intriqués, en tout ou partie, de particules elles- mêmes intriquées en tout ou partie, les faisceaux de particules comprenant soit des électrons, soit des photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges, soit encore un spectre de tout ou partie de ces types de photons, les « échantillons », résultat de l'utilisation du procédé étant appelés par convention échantillons « intriqués améliorés ».
4 - Utilisation selon le paragraphe 3, caractérisé par le fait que, lorsque les faisceaux de bombardement ou d'irradiation sont composés d'électrons, au moins deux faisceaux d'électrons intriqués accélérés comportent des temps de trajets, entre la dernière électrode ayant produit les électrons intriqués des faisceaux et des « échantillons » à bombarder par chacun des faisceaux, qui sont de mêmes durées afin d'optimiser le transfert de l'intrication entre les électrons intriqués incidents et des constituants ad hoc des « échantillons », ou lorsque les faisceaux de bombardement ou d'irradiation sont composés de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou Infrarouges, soit encore un spectre de tout ou partie de ces types de photons, au moins deux faisceaux de photons intriqués comportent des temps de trajets, entre la cible ayant produit les photons intriqués par effet Bremstrahlung et des « échantillons » à irradier par chacun des fais- ceaux, qui sont de mêmes durées afin d'optimiser le transfert de l'intrication entre les photons intriqués incidents et des constituants ad hoc des « échantillons », les échantillons formant les échantillons « intriqués améliorés ».
6 - Utilisation selon le paragraphe 1 , caractérisée en ce que le procédé est utilisé pour produire, soit un faisceau de particules intriquées entre elles que l'on fait interférer entre elles, soit des faisceaux intriqués entre eux de particules elles-mêmes intriqués entre elles que l'on fait interférer entre eux, par exemple pour des applications de microscopie électronique ou de gravure en nanotechnologie, les faisceaux de particules comprenant soit des électrons, soit des photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges, soit encore un spectre de tout ou partie de ces types de photons. 7 - Utilisation selon le paragraphe 3, caractérisée en ce que le procédé est utilisé pour bombarder ou irradier un ou plusieurs « échantillons » comportant au moins un nucléide isomère, par exemple Niobium (93Nb41m), Cadmium (111 Cd48m), Cadmium (113Cd48m), Césium (135Ce55m), Indium (115ln49m), Etain (117Sn50m), Etain (119Sn50m), Tellure (125Te52m), Xénon (129Xe54m), Xénon (131 Xe54m), Haf- nium (178Hf72m), Hafnium (179Hf72m), Iridium (193lr77m), Platine (195Pt78m), afin d'induire la propriété d'intrication dans au moins un groupe de plus de 100 noyaux intri- qués entre eux du nucléide, soit dans un seul « échantillon », l'échantillon « intriqué amélioré », soit répartis dans plusieurs échantillons, les échantillons « intriqués améliorés ».
8 - Utilisation améliorée selon le paragraphe 7 caractérisée par le fait que l'on exploite ultérieurement au moins un échantillon « intriqué amélioré », selon l'une quelconque des utilisations de l'« échantillon intriqué » du brevet WO 2005/109985 [8], en substi- tuant l'échantillon « intriqué » du brevet par un échantillon « intriqué amélioré », comprenant les utilisations telles que publiées initialement et telles que modifiées en vertu de l'article 19 du PCT et de l'examen préliminaire international.
9 - Utilisation améliorée selon le paragraphe 7 caractérisée en ce que l'on exploite ultérieurement au moins un échantillon « intriqué amélioré », par désexcitation naturelle, caractérisée en ce que l'échantillon est utilisé en tant que source de rayonnement gamma pour irradier son environnement, l'échantillon comportant au moins un nucléide de demi-vie de désexcitation naturelle variable, initialement inférieure à 50% de la demi- vie théorique dudit nucléide.
10 - Utilisation améliorée selon le paragraphe 7 caractérisée en ce que l'on exploite ul- térieurement au moins un échantillon « intriqué amélioré », par stimulation au moyen de rayons X, caractérisée en ce que l'échantillon « intriqué amélioré » qui contient au moins 5% des noyaux excités et intriqués dans l'échantillon « intriqué amélioré », du nucléide contenu dans le échantillon « intriqué amélioré » , est utilisé en tant que source de rayonnement gamma pratiquement instantanée (« prompt ») pour irradier son environnement ou pour être utilisé dans un laser gamma, en se désexcitant en moins d'une seconde et en produisant le rayonnement gamma du nucléide excité.
11 - Utilisation améliorée selon le paragraphe 7 caractérisée en ce que l'on exploite ultérieurement au moins deux échantillons « intriqués améliorés », selon l'une quelconque des utilisations des « échantillons intriqués » du brevet WO 2005/112041 [9] en substituant les échantillons « intriqués » du brevet par des échantillons « intriqués améliorés », comprenant les utilisations telles que publiées initialement et telles que modifiées en vertu de l'article 19 du PCT et de l'examen préliminaire international.
12 - Utilisation améliorée selon le paragraphe 7 caractérisée en ce que l'on exploite ul- térieurement au moins deux échantillons « intriqués améliorés » caractérisée en ce que l'on effectue les étapes suivantes :
- on sépare dans l'espace tout ou partie des échantillons « intriqués améliorés » contenant des noyaux excités du nucléide présentant des liaisons quantiques, cer- tains des noyaux excités du nucléide étant répartis sur certains de ces échantillons
« intriqués améliorés », et présentant des groupes de plus de 100 liaisons quantiques,
- on exploite des liaisons quantiques entre des noyaux excités de certains échantillons « intriqués améliorés », indépendamment des distances, des milieux les sépa- rant et des milieux dans lesquels ces échantillons « intriqués améliorés » sont placés : o en provoquant au moins une stimulation modulée de la désexcitation par irradiation X ou gamma, par exemple obtenue au moyen d'une source de fer 55, d'au moins un des échantillons « intriqués améliorés », qualifié d'échantillon « intriqué amélioré » « maître », la stimulation modulée, induisant, au moyen des liaisons quantiques, une désexcitation à distance des autres échantillons « intriqués améliorés », qualifiés d'échantillons « intriqués améliorés » « esclaves » , la susdite stimulation modulée appliquée à l'échantillon « maître » caractérisant au moins une information ou au moins une commande à transmettre, o et, ou bien en déterminant, soit au moins une détection d'information, soit au moins une détection de commande, au moyen d'au moins une mesure faite avec un détecteur de rayonnement gamma, d'au moins une désexcitation modulée supplémentaire sur au moins une raie caractéristique d'au moins un nucléide isomère contenu dans au moins un des autres échantillons « intriqués amélio- rés » « esclave », ou bien en utilisant le rayonnement gamma issu de la désexcitation modulée supplémentaire d'au moins un nucléide isomère contenu dans au moins un des autres échantillons « intriqués améliorés » « esclave », en tant que télécommande, ou bien en utilisant au moins un des autres échantillons « intriqués améliorés » « esclave », comme produit dont l'irradiation est télé- commandée à distance pour irradier l'environnement dudit échantillon « intriqué amélioré » « esclave », ou bien pour construire un laser gamma télécommandé à distance, ou bien encore pour une combinaison de ces exploitations.
13 - Utilisation améliorée selon le paragraphe 3 caractérisée en ce que les « échantillons » comportent au moins un matériau thermoluminescent ou photolumines- cent, et en ce qu'on exploite ultérieurement au moins deux échantillons « intriqués améliorés », selon l'une quelconque des utilisations des « échantillons intriqués » du brevet WO 2005/117306 [10] en substituant les échantillons « intriqués » du brevet par des échantillons « intriqués améliorés », comprenant les utilisations telles que publiées ini- tialement et telles que modifiées en vertu de l'article 19 du PCT et de l'examen préliminaire international.
14 - Utilisation améliorée selon le paragraphe 3 caractérisée en ce que les échantillons comportent au moins un matériau thermoluminescent ou photoluminescent, et en ce qu'on exploite ultérieurement au moins deux échantillons « intriqués améliorés », en ef- fectuant les étapes suivantes :
- on sépare dans l'espace tout ou partie de ces échantillons « intriqués améliorés » contenant des électrons intriqués dans des pièges des matériaux thermoluminescents ou photoluminescents, certains des électrons piégés étant répartis sur certain de ces échantillons, et présentant des liaisons quantiques, - on exploite des liaisons quantiques entre les électrons piégés de ces échantillons « intriqués améliorés », indépendamment des distances, des milieux les séparant et des milieux dans lesquels ils sont placés :
- en provoquant au moins une stimulation modulée en amplitude et / ou en fréquence sur au moins un desdits échantillons « intriqués améliorés », qualifié de « maître », par exemple soit par chauffage dans sa totalité, soit par chauffage en au moins un point de sa surface, soit par stimulation optique utilisant au moins un flash de lumière infrarouge, visible, ou ultraviolette sur sa totalité, soit par stimulation optique utilisant au moins un flash de lumière infrarouge, visible ou ultraviolette en au moins un point de sa surface, soit par une combinaison de ces procédés, la stimulation modulée caractérisant une information ou une commande à transmettre,
- et en déterminant, soit au moins une détection d'information, soit au moins une détection de commande, au moyen d'au moins une mesure faite avec une détecteur de luminescence, par exemple un photomultiplicateur ou une photodiode, d'au moins une variation de luminescence sur au moins une sorte de matériaux thermo- luminescents ou photoluminescents contenus dans au moins un des autres échantillons « intriqués améliorés », qualifié d'« esclave », lorsque la variation de luminescence mesurée est partiellement corrélée avec la stimulation modulée appliquée à l'échantillon « maître ».

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Procédé pour générer, soit un faisceau d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, soit plusieurs faisceaux d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, lesdits électrons accélérés étant eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie, caractérisé en ce que le procédé comprend, en association, au moins les étapes suivantes: une étape de génération, soit d'un faisceau d'électrons libres, soit de deux faisceaux d'électrons libres intriqués entre eux, en tout ou partie, une étape de multiplication des électrons dudit ou desdits faisceaux d'électrons libres générés, dans laquelle on produit, au moyen d'un ou plusieurs groupes de dynodes, un ou plusieurs faisceaux de multiplication composés d'électrons libres intriqués en tout ou partie, une étape d'accélération des électrons libres intriqués en tout ou partie, dans laquelle on accélère tout ou partie desdits électrons, dudit ou de certains desdits faisceaux de multiplication lorsqu'ils ne sont pas divisés, et d'un ou de plusieurs faisceaux de multiplication divisés lorsqu'une division dudit ou de certains desdits faisceaux de multiplication a été appliquée, dans laquelle on communique aux électrons dudit ou desdits faisceaux une énergie cinétique selon l'optimisation du procédé d'application pour obtenir soit un faisceau d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, soit plusieurs faisceaux d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, lesdits électrons accélérés étant eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie.
2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite étape de multiplication des électrons dudit ou d'au moins un desdits faisceaux d'électrons libres générés, est réalisée dans un ou plusieurs étages intermédiaires, composés chacun d'une dynode, formant un multiplicateur d'électrons, dans lequel on dirige des électrons libres vers une première dynode, puis vers les dynodes des étages optionnels suivants selon l'optimisation du procédé, l'impact d'au moins un électron sur au moins une desdites dynodes provoquant l'émission de plusieurs électrons émis simultanément, ou en cascade rapprochée, donc intriqués en tout ou partie entre eux, et dans le cas où l'électron incident est lui-même intriqué avec un autre électron, avec un transfert partiel ou total de l'intrication de l'électron incident aux électrons produits lors de l'impact sur ladite dynode, ladite étape se terminant par une sortie des électrons dans un dernier étage du multiplicateur d'électrons, dans lequel on dirige les électrons produits, intriqués en tout ou partie, vers une anode non collectrice, appelée par convention « électrode » de l'étape, dont le potentiel est supérieur à la dernière dynode rencontrée, ladite anode comportant par exemple, soit une ouverture en son centre, soit encore une grille ad hoc, ladite anode ne collectant pas lesdits électrons, et autorisant le passage de tout ou partie desdits électrons libres, pour former ledit faisceau de multiplication, 3) Procédé selon la revendication 1 dans lequel on utilise des faisceaux de multiplication divisés, caractérisé en ce qu'au moins deux desdits faisceaux de multiplication divisés comportent des temps trajets entre éléments homologues de mêmes durées.
4) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite étape de génération comporte deux faisceaux d'électrons libres intriqués entre eux, en tout ou partie, générés chacun au moyen d'une photocathode irradiée ou illuminée par un des faisceaux intriqués de photons ultraviolets, visibles ou infrarouges, dénommées « Signal » et « Idler », obtenus au moyen d'un cristal non linéaire, par exemple de BBO ou de LBO, par illumination au moyen d'un laser polarisé, lesdits faisceaux intriqués étant appelés par convention les faisceaux « incidents », lesdits faisceaux incidents et lesdites photocathodes convenant pour la photo-émission, lesdites photocathodes transmettant l'intrication éventuelle desdits photons desdits faisceaux incidents audits électrons libres générés pour former lesdits faisceaux d'électrons libres générés intriqués entre eux, en tout ou partie. 5) Procédé selon la revendication de procédé 4, caractérisé en ce que les temps de trajet des photons intriqués entre leur génération dans le cristal non linéaire, et leurs incidences sur deux photocathodes, sont de mêmes durées afin d'optimiser le transfert de l'intrication entre les photons intriqués incidents, et les électrons libres générés par lesdites photocathodes pour former lesdits faisceaux d'électrons libres générés.
6) Procédé selon la revendication de procédé 4, caractérisé en ce que les temps de trajet des deux faisceaux d'électrons libres générés entre les photocathodes et les premières dynodes d'incidence, puis entre dynodes successives, sont de mêmes durées afin d'optimiser les transferts de l'intrication entre l'électron intriqué incident et les électrons intriqués produits par lesdites dynodes.
7) Utilisation du procédé selon la revendication 1 , dénommé dans la suite le procédé référencé, pour générer, soit un faisceau composé d'un spectre de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges intriqués, en tout ou partie, soit plusieurs faisceaux intriqués, en tout ou partie, composés d'un spectre de photons gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges dont les photons de chaque faisceau sont eux- mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie, caractérisé en ce qu'on dirige les électrons accélérés intriqués, selon le cas : o soit du susdit faisceau d'électrons accélérés intriqués, formant le résultat du procédé référencé, vers une cible qui produit par effet Bremsstrahlung un faisceau contenant un spectre de photons intriqués, en tout ou partie, composé de gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges, selon l'énergie des électrons incidents, o soit de tout ou partie des susdits faisceaux d'électrons accélérés intriqués, formant le résultat du procédé référencé, vers une ou plusieurs cibles qui produisent par effet Bremsstrahlung un ou plusieurs faisceaux eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie, contenant un spectre de photons intriqués, en tout ou partie, composé de gamma, X, ultraviolets, visibles ou infrarouges, selon l'énergie des électrons incidents, dont les photons de chaque faisceau sont eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie.
8) Utilisation selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins deux faisceaux d'électrons accélérés intriqués comportent des temps de trajets, entre la sortie de l'étape d'accélération et l'incidence sur la cible exploitée par effet Bremsstrahlung pour chacun desdits faisceaux, qui sont de mêmes durées afin d'optimiser le transfert de l'intrication entre les électrons intriqués incidents sur lesdites cibles et les photons gamma, ultraviolets, visibles ou infrarouges intriqués, en tout ou partie, produits.
9) Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend :
- un ou plusieurs appareillages de génération des électrons libres spécialement adaptés à ladite étape de génération des électrons libres, un ou plusieurs appareillages de multiplication des électrons libres spécialement adaptés à ladite étape de multiplication des électrons libres,
- un ou plusieurs appareillages d'accélération des électrons libres spécialement adaptés à ladite étape d'accélération des électrons libres. 10) Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend : un appareillage de génération des électrons libres (47) spécialement adapté à ladite étape de génération des électrons libres,
- un appareillage de multiplication des électrons libres (48) spécialement adapté à ladite étape de multiplication des électrons libres, - un appareillage d'accélération des électrons libres (49) spécialement adapté à ladite étape d'accélération des électrons libres, lesdits électrons libres accélérés en sortie dudit appareillage d'accélération formant ledit faisceau (50) d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie.
11 ) Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend : - un appareillage de génération des électrons libres (47) spécialement adapté à ladite étape de génération des électrons libres, un appareillage de multiplication (48) des électrons libres spécialement adapté à ladite étape de multiplication des électrons libres, un appareillage de division (84) dudit faisceau de multiplication (85) spécialement adapté à l'entrée dans ladite étape d'accélération des électrons libres, pour produire lesdits faisceaux de multiplication divisés (86, 87),
- deux ou plusieurs appareillages d'accélération (88, 89) des électrons libres spécialement adaptés à ladite étape d'accélération des électrons libres, lesdits électrons libres accélérés en sortie desdits appareillages d'accélération formant lesdits faisceaux (90, 91 ) d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, lesdits électrons accélérés étant eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie.
12) Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend : un appareillage de génération spécialement adapté à ladite étape de génération des électrons libres, qui produit deux faisceaux d'électrons libres générés chacun au moyen d'une photocathode (35, 36) irradiée ou illuminée par un des faisceaux (29, 30) intriqués de photons ultraviolets, visibles ou infrarouges, dénommées « Signal » et « Idler », obtenus au moyen d'un cristal non linéaire (28), par exemple de BBO ou de LBO, par illumination au moyen d'un laser (26) muni d'un polarisateur (27), lesdits faisceaux intriqués étant appelés par convention les faisceaux « incidents », lesdits faisceaux incidents et lesdites photocathodes convenant pour la photo-émission, lesdites photocathodes transmettant l'intrication éventuelle desdits photons desdits faisceaux incidents audits électrons libres générés pour former lesdits faisceaux d'électrons libres générés, intriqués entre eux, en tout ou partie, - deux appareillages de multiplication (37, 38) des électrons libres spécialement adaptés à ladite étape de multiplication des électrons libres,
- deux appareillages d'accélération (39, 40) des électrons libres spécialement adaptés à ladite étape d'accélération des électrons libres, lesdits électrons libres accélérés en sortie desdits appareillages d'accélération formant lesdits faisceaux (112, 113) d'électrons accélérés intriqués, en tout ou partie, lesdits électrons accélérés étant eux-mêmes intriqués entre eux, en tout ou partie.
PCT/EP2007/050840 2006-01-31 2007-01-29 Procede pour generer des faisceaux intriques d'electrons, de rayons infrarouges, visibles, ultraviolets, x, et gamma WO2007088156A1 (fr)

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