Thématique : Des particules aux étoiles Prérequis : PHY431 et

Thématique : Des particules aux étoiles
P. Fayet
Ch. Kopper
Prérequis : PHY431 et PHY432
1er semestre
COURS PHY553 Physique et Astrophysique nucléaires
COURS PHY554 Physique des particules élémentaires
EA PHY575 Groupes de symétrie en physique des hautes énergies
EA PHY574 Thématique dans le domaine de l’astrophysique
EA PHY571A Projet de recherche en laboratoire
3ème cours - proposition :
PHY552A Quantum physics of electrons in solids
2ème semestre
COURS PHY561 Champs relativistes
COURS PHY568 Relativité générale
EA PHY583
EA PHY584
Cosmologie
Aspects expérimentaux de la physique subatomique
et de l’astrophysique
EA MAT568 Relativité générale (choisir le cours MAT568
comme EA)
EA PHY581A Projet de recherche en laboratoire
3ème cours - proposition :
PHY562 Optique quantique 2 : photons
STAGE de Recherche :
PHY591 Champs, Particules, Matière
PHY592 Astrophysique et Cosmologie
PHY 553
Physique & Astrophysique Nucléaires
R. Lehoucq, M. Lemoine
→ Promotion X10:
cours d'astrophysique
Thèmes principaux du cours :
• naissance d'une étoile
• physique d'une étoile :
structure, cœur nucléaire, ...
• astres compacts: naines
blanches, étoiles à neutrons,
trous noirs...
• supernovæ
• origine de la matière
PHY 553
Physique & Astrophysique Nucléaires
R. Lehoucq, M. Lemoine
Particularités du cours :
→ beaucoup de
physique: phys. nucléaire,
phys. statistique,
relativité,
hydrodynamique, ...
→ une large gamme de
phénomènes...
GROUPES DE SYMÉTRIE EN PHYSIQUE DES
HAUTES ÉNERGIES (Phy 575).
Denis Bernard, Yves Laszlo et David Renard
But de l’approfondissement:
– donner un complément de formation mathématique,
– présenter quelques applications à la physique,
– proposer à chaque élève un travail personnel bibliographique.
Les cours: ”Éléments de théorie des groupes pour physiciens amateurs”
exposés mathématiques ou physiques, en alternance et sur des thèmes reliés:
(e.g. l’équation de Dirac, le modèle des quarks, le modèle standard, l’invariance conforme,...)
Travail personnel: essentiellement bibliographique
orienté soit vers l’aspect mathématique soit vers l’aspect physique.
Rédaction d’un mémoire.
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Champs Relativistes
P. Fayet
Outil
pour décrire les
dans un cadre
PHY 561
C. Kopper
phénomènes physiques
quantique
et
relativiste
interactions fortes, électromagnétiques, faibles et gravitationnelles
Equations d’onde relativistes : Schrödinger →





Klein-Gordon (spin 0)




Dirac (spin
1
)
2
Symétries fondamentales:
symétries d’espace-temps, symétries de jauge
+ principe variationnel
ct
~x
!
≡ x
µ
,
V /c
~
A
!
≡ Aµ ,
~, B
~ } ≡ F µν ,
{E
Aµ → Aµ + ∂ µ ϕ
22
“Deuxième quantification”:
fonction d’onde → opérateur, crée ou annihile des quanta
→ Introduction à la Théorie quantique des champs
•
Le moment magnétique de l’électron, g ≃ 2
•
Les antiparticules
•
L’“énergie du vide”, l’effet Casimir,
•
Brisure de symétrie et bosons de jauge massifs ...
et,
selon le temps disponible ...
et le problème de la constante cosmologique
échanges de médiateurs, W + , W − , Z, photon, gluons, entre leptons et quarks
Introduction au “Modèle standard” des particules et interactions fondamentales
Bosons de Higgs et expériences au LHC ...
23
Relativité générale (PHY568)
D. Langlois / M. Petropoulos
Bases théoriques et applications astrophysiques
Einstein et ses équations
Déviation de la lumière
par la matière
Evolution de l’Univers
Etoiles relativistes
Trous noirs
Pulsar dans la nébuleuse du Crabe
Simulation (A. Riazuelo)
Ondes gravitationnelles
EA: Aspects mathématiques
de la Relativité générale (MAT 568)
Jean Pierre Bourguignon
Présentation systématique des outils qui sont à la
base de la relativité générale : métriques,
courbure, géodésiques.
Ouverture vers la géométrie riemannienne, au
cœur de la géométrie différentielle moderne, et
explicitation du rôle de la courbure pour contrôler
la géométrie.
Complémente le cours de physique sur la relativité
générale, tout en apportant un autre point de vue.
« A présent, je m’occupe exclusivement du problème de la gravitation et je crois maintenant que je viendrai à bout de toutes les difficultés avec l’aide d’un ami mathématicien ici. Mais une chose est certaine, de toute ma vie je n’ai jamais travaillé aussi dur, et j’éprouve maintenant un grand respect pour les mathématiques dont j’avais considéré avant, dans ma naïveté, la partie la plus subtile comme un pur luxe. » Einstein (1912)
Marcel Grossmann
avec Einstein