Largeur naturelle des raies spectrales et irréversibilité

Abstract
A theory of the natural line shape derived from the study of the time evolution of the density operator for an atom and field oscillators is proposed. The finite width is a direct consequence of the presence of a propagator in the evolution equations ; the matrix elements of this propagator have been computed up to the second order. The influence of the field intensity has been taken into account to this approximation and gives a modification of the shift of the line only. The formalism used here makes obvious the strong relationship between the natural line width and the irreversible character of the evolution.

Résumé
On présente une théorie de la largeur naturelle des raies spectrales, basée sur l'étude de l'évolution de l'opérateur densité d'un système composé par un atome et par l'ensemble des oscillateurs du champ électromagnétique. La largeur naturelle apparaît comme conséquence de la présence dans les équations, du propagateur de ce système, propagateur dont on a calculé les éléments de matrice jusqu'à l'approximation du second ordre. On a également étudié l'influence de l'intensité du champ sur la forme de la raie spectrale. Cette dernière correction n'apporte de modification qu'au déplacement du centre de la raie. Le formalisme utilisé permet de mettre en évidence la liaison étroite qui existe entre la largeur naturelle et le caractère irréversible de l'évolution du système.