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{{ébauche|physique}}
[[Fichier:وارونگی جمعیت.jpg|vignette|Association Warungi.

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En [[physique]], notamment en [[physique statistique]], une '''inversion de population''' se produit lorsqu'un système (à trois [[Niveau d'énergie|niveaux d'énergie]] minimum) comme un groupe d'[[atome]]s ou [[molécule]]s, se trouve dans un état dans lequel la majorité des éléments sont dans un [[état excité]] plutôt que dans leur [[état fondamental]], i.e. :  <math>N_{2}</math> > <math>N_{1}</math>.

Le phénomène d’inversion de population est une étape nécessaire dans le fonctionnement d'un [[laser]].

Avoir une population plus élevée dans le niveau de plus haute énergie <math>N_{2}</math> que dans le niveau <math>N_{1}</math> n'est pas une situation d'équilibre. En effet, à l'équilibre thermodynamique, la répartition des populations sur les niveaux est donnée par la loi de Boltzmann : 
<math>N_{2}=N_{1}\exp\left(-\frac{E_{2}-E_{1}}{k_{B}T}\right)</math>.

Dans ce cas, <math>N_{2}</math> est toujours inférieur à <math>N_{1}</math>. Il faut donc créer une situation hors équilibre en apportant de l'énergie au système des atomes via un [[pompage optique|pompage]] dont l'objectif est d'amener suffisamment d'atomes sur le niveau du haut.

C'est ce phénomène d'inversion de population qui conduit à des [[température négative|températures négatives]] (en [[kelvin]]).

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[[Catégorie:Physique quantique]]
[[Catégorie:Laser]]