LIGHT PROPAGATION IN THE PRESENCE OF MAGNETIC FIELD

Description

It is known since the beginning of the 20th century that any medium shows a birefringence in the presence of atransverse magnetic field. This birefringence is usually known as the Cotton-Mouton effect. Concerning vacuum, whereas no non-linear effect is possible in the framework of classical physics due to the linearity of Maxwell's equations, the Cotton-Mouton effect is predicted in the framework of quantum electrodynamics (QED). This effect can be seen as the result of the interaction of the magnetic field with quantum vacuum fluctuations.The value of the vacuum magnetic birefringence predicted by QED is extremely small and its observation is an experimental challenge. To be able to observe it for the first time, a setup has been built at the High Magnetic Field National Laboratory in Toulouse, based on intense pulsed magnetic fields and a high finesse Fabry-Perot cavity. This manuscript describes the current status of the project, also known as the BMV project.

Abstract (French)

Depuis le début du 20ème siècle, il est connu que n'importe quel milieu devient biréfringent lorsqu'il est soumis à un champ magnétique transverse. Cette biréfringence est appelée effet Cotton-Mouton. Concernant le vide, alors qu'aucun effet non-linéaire n'est autorisé dans le cadre classique du fait de la linéarité des équations de Maxwell, l'effet Cotton-Mouton du vide est permis dans le cadre de l'électrodynamique quantique (QED). Celui-ci peut être vu comme le résultat de l'interaction entre le champ magnétique et les fluctuations du vide quantique.La biréfringence magnétique du vide prédite par la QED est extrêmement faible ce qui rend son observation particulièrement difficile. Pour tenter de l'observer, un dispositif expérimental de grande sensibilité a été mis en place au Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses de Toulouse. Il est basé sur l'utilisation de champs magnétiques intenses pulsés et d'une cavité Fabry-Perot de très haute finesse. Ce manuscrit présente les avancées sur ce projet, connu sous le nom de projet BMV.

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