Méthodes de spectroscopie exploitant les phénomènes quantiques pour sonder les propriétés atomiques et matérielles.La spectroscopie quantique désigne des techniques qui exploitent les propriétés de la mécanique quantique de la lumière ou de la matière—telles que l'intrication, la compression ou les niveaux d'énergie discrets—pour sonder la structure et la dynamique des atomes, des molécules et des matériaux avec des sensibilités ou des résolutions dépassant les limites classiques. Elle englobe des méthodes comme la spectroscopie par photons intriqués, où des paires de photons corrélés révèlent des informations sur un échantillon qui seraient masquées par le bruit classique, ainsi que la spectroscopie Raman ou d'absorption améliorée par les effets quantiques, qui utilise une lumière non classique pour dépasser la limite du bruit de grenaille.
En spectroscopie classique, la lumière interagit avec un échantillon, et la lumière transmise ou diffusée révèle des caractéristiques d'absorption ou d'émission. La spectroscopie quantique utilise souvent des états de lumière non classiques : par exemple, des paires de photons intriqués peuvent être employées dans des montages de « cohérence induite » où un photon sonde l'échantillon et l'autre transporte l'information, supprimant ainsi le bruit de fond. Alternativement, la lumière comprimée réduit les fluctuations d'intensité en dessous de la limite quantique, améliorant le rapport signal sur bruit dans les mesures d'absorption. La technique repose sur un contrôle précis des états quantiques et de la détection, impliquant souvent des détecteurs de photons uniques et le comptage de coïncidences.
La spectroscopie quantique est développée pour la détection ultra-sensible de gaz à l'état de traces, l'imagerie biologique à faible intensité lumineuse afin d'éviter les dommages photochimiques, et la caractérisation de matériaux et de dispositifs quantiques.
| dN/dE | variable | Differential number of particles per energy interval — particle spectrum joule per joule |
| E | variable | Particle energy — énergie joule |
| alpha | variable | Spectral index of the power law |
| E_cut | variable | Cutoff energy — énergie joule |
| P | variable | Power — puissance watt |
| N | variable | Number of atoms — nombre de particules |
| X_n | variable | random variable indexed by n — variable aléatoire |
| d_s | variable | spectral dimension — spectral dimension |
| Var | opérateur | statistical variance of a random variable — variance |
| ~ | opérateur | asymptotically proportional to (up to a constant factor) — asymptotic equivalence |
| f | opérateur | some function of the spectral dimension — function |
| n_s | variable | Scalar spectral index — indice spectral scalaire |
| \epsilon | variable | First slow-roll parameter — slow roll parameter |
| \eta | variable | Second slow-roll parameter — slow roll parameter second |
| r | variable | Tensor-to-scalar ratio — tensor to scalar ratio |
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