programme cours M1
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????????????? Master Sciences, Mention Physique Parcours Physique Subatomique et Astroparticules Responsable : Pr. Abdelmjid NOURREDDINE master-psa@ires.in2p3.fr ère1 année du Master Tronc commun pour les parcours : Physique Subatomique et Astroparticules Matière condensée et nanophysique Physique des Rayonnements, Détecteurs, Instrumentation et Imagerie Astrophysique Modélisation et simulation en science physique Instrumentation et méthodes d’analyse physico-chimiques Premier semestre : M1 – S1 UE obligatoires Mécanique quantique et Physique statistique Crédit :9 Mécanique quantique 28h cours, 28h TD Rappel des principes de la Mécanique Quantique Théorie des perturbations, méthodes variationnels Spin, rotations, addition de moments cinétiques, symétries et leur représentations, opérateurs tensoriels Etats atomiques, effet du couplage spin-orbite Système des particules indiscernables et éléments de la deuxième quantification Physique statistique 28h cours, 28h TD Systèmes en interaction: Fluides classiques, gaz réel, développement de viriel, modèle de Deby-Huckel Transitions de phase : règle de Gibbs, équation de Clausius-Clapeyron, champ moyen, théorie de Landau, exposants critiques, modèle d’Ising Théorème de fluctuation-dissipation, mouvement Brownien, équation de Langevin Méthodes numériques 16h cours, 18h TP, Crédit : 3 Introduction au calcul formel (Mapple, ...
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Master Sciences, Mention Physique Parcours Physique Subatomique et Astroparticules Responsable : Pr. Abdelmjid NOURREDDINE master-psa@ires.in2p3.fr
ère 1 annéedu Master Tronc communpour les parcours : Physique Subatomique et Astroparticules Matière condensée et nanophysique Physique des Rayonnements, Détecteurs, Instrumentation et Imagerie Astrophysique Modélisation et simulation en science physique Instrumentation et méthodes d’analyse physico-chimiques Premier semestre : M1 – S1UE obligatoires Mécanique quantique et Physique statistiqueCrédit : 9 Mécanique quantique28h cours, 28h TD Rappel des principes de la Mécanique Quantique Théorie des perturbations, méthodes variationnels Spin, rotations, addition de moments cinétiques, symétries et leur représentations, opérateurs tensoriels Etats atomiques, effet du couplage spin-orbite Système des particules indiscernables et éléments de la deuxième quantification Physiquestatistique 28hcours, 28h TD Systèmes en interaction: Fluides classiques, gaz réel, développement de viriel, modèle de Deby-Huckel Transitions de phase : règle de Gibbs, équation de Clausius-Clapeyron, champ moyen, théorie de Landau, exposants critiques, modèle d’IsingThéorème de fluctuation-dissipation, mouvement Brownien, équation de Langevin Méthodes numériques16h cours, 18h TP,Crédit : 3 Introduction au calcul formel (Mapple, Mathematica) Rappels et compléments de programmation FORTRAN 90/95 Optimisation (Minimisation numérique multi-variable) Equations linéaires, non linéaires Equations différentielles partielles 1
Physique expérimentale ICrédit : 6 Stage I. (long) Stage II. (court)Cours de sensibilisation EU libreCrédit : 3 Anglais 12hcours, Crédit: 3 UE optionnels (2 à choisir parmi la liste) Expériences choisies de la physique des particules28h cours,Crédit : 3 Expériences choisies de la physique de la Matière28h cours,Crédit : 3 Physique des Rayonnements, Détecteurs, Instrumentation et Imagerie28h cours,Crédit : 3 Théorie des groupes appliquée à la physique28h cours,Crédit : 3Exemples de symétries en Physique Groupes discrets et continus Représentations de groupes et algèbres Groupes de symétrie en cristallographie Règles de sélection SO(2), SO(3) et SU(2) , algèbre de Lie Groupes diagrammes de Younggroupes de permutations, Les objets de l'univers et leur observation20h cours,8h TD,Crédit : 3 Observations en imagerie et exploitation Imagerie directe, interférométrie, applications Domaines UV, optique, infrarouge, radio et mécanismes d’émission de continu dans ces domaines Photométrie (diagramme Hertzsprung Russell et évolution stellaire, morphologie des galaxies, etc.) Observations en spectroscopie Principes des spectrographes Mécanismes d’émission et d’absorption de raies spectrales, bases du transfert de rayonnement Exploitation (expansion de l’univers, raie 21cm de l’hydrogène et cinématique gazeuse, diagnostic des conditions physiques et de la composition chimique, etc.). Equations de la Mécanique des Fluides28h cours,Crédit : 3 2
EU optionnels, complémentairesComplément : Mécanique quantiquecours, 14h TD,Crédit : 3 14h Complément : Physique statistique14h cours, 14h TD,Crédit : 3 Deuxième semestre : M1 – S2UE obligatoires Matière nucléaire et particules élémentaires et Physique de la matièreCrédit : 9 Matièrenucléaire et particules élémentaires28h cours, 28h TD Caractéristiques de base des noyaux Cinématique de diffusion et section efficace Phénoménologie des interactions fortes Instabilité nucléaire et modes d’émission radioactive Réactions nucléaires a basse énergie Structure nucléaires: modèle de la goutte liquide, modèle en couches Symétries des particules élémentaires Structure du nucléon, quarks et leptons Le photon et les bosons vecteurs Unification des interactions électromagnétiques et faibles. Symétries discrètes et violation Physique de la matière 28h cours, 28h TD Semiconducteurs et hétérostructures Magnétisme Propriétés mécaniques, dislocations Supraconductivité Physique expérimentale IICrédit : 9 TPstation fixe Stagelaboratoire Symmetry in physics (anglais disciplinaire)18h cours,Crédit : 3 EU libreCrédit : 3 3
UE optionnels (1 à choisir parmi la liste) Particules et astroparticules28h cours,Crédit : 3 Introductionet rappels: leptons, quarks et bosons d’interaction, diagrammes de Feynman rayons cosmiques : Objet et outil de recherche, les énergies très élevées Les du Big-Bang : Les interactions fondamentales à leurs extrêmes L’histoire Accélérateurs: Collisions électron - positonset interactions entre protons et noyaux Elémentsde la QED et QCD : diffusion inélastique et la structure du proton des interactions faibles, courants chargés et neutres, la matrice CKM Phénoménologie Oscillationsdes neutrinos et les neutrinos d’origine cosmique Lessymétries C, P, T, et leur violation, l’asymétrie de la matière et anti-matière dans l’univers Premièrevue du modèle standard: lagrangiens, les symétries U(1), SU(2), SU(3) et l'invariance de jauge Lemécanisme de Higgs, énergie du vide (et la constant cosmologique) Mesuresdes paramètres du modèle standard : l'angle de mélange de Weinberg, physique des bosons W et Z, la chasse au boson de Higgs et le LHC du modèle standard ? GUT c’est quoi ? et qui est SUSY ? Au-delà Mécanique quantique relativiste28h cours,Crédit : 3 Fermions, équation de Dirac Particules scalaires, chiralité, symétries (C, T et P) particules de jauge diffusion, matrice S processus élémentaires: e+e->e+e, Breit-Wigner, positronium, annihilation de particules Physique des objets de l’univers et relativité générale28h cours,Crédit : 3 Astresen général et astres compacts Principes physiques de l’équilibre et de l’évolution d’un astre. Leur sort ultime. Naines blanches. Neutronisation de la matière. Aspects de la physique de la matière dense et froide. Nécessité d’une théorie relativiste de la gravitation. Relativitégénérale Rappels de relativité restreinte. Relativité générale: concepts et outils mathématiques. Equation d’Einstein. Phénomènes d’origine générale relativiste: Déviation gravitationnelle de la lumière, ondes gravitationnelles. Astrophysiquerelativiste des astres compacts à symétrie centrale. Gravitationnoirs. Trous 4
Transitions de phase et groupe de renormalisation28h cours,Crédit : 3 Phénomènes critiques,invariance d’échelle Exposants critiques dans la théorie de champ moyen Théorème de Mermin-Wagner Renormalisation dans les espaces direct et réciproques Calcul des exposants critiques par développement Application au modèle X-Y Renormalisation en physique des particules élémentaires Optique quantique et opto-électronique28h cours,Crédit : 3 Description des faisceaux lumineux: lumière thermique, lumière chaotique et lumière cohérente Etude des phénomènes de groupement de photons Statistique de photons et spectroscopie par corrélation de photons Refroidissement d’atomes Nanostructures et Nanophysique28h cours,Crédit : 3 Introduction aux Nanostructures, méthodes de fabrication et de structuration. Transport électronique classique, échelles de longueur, cohérence de phase, régime mésoscopique. Effets du désordre, localisation des électrons, localisation faible, fluctuations universelles de conductance. Transport quantique, équation de Landauer, réponse linéaire, fils quantiques, quantification de la conductance, effet Hall quantique. Transport balistique, fluctuations de conductance, développements semi-classiques. Chaos quantique et théorie de matrices aléatoires. Boîtes quantiques, effet des interactions électron-électron, blocage de Coulomb Physique atomique et moléculaire28h cours,Crédit : 3 Atomes a N électrons: (i) Approximation du champ central, système périodique, méthode de Hartree-Fock et champ auto-coherent; (ii) Corrections a l’approximation du champ central (couplage LS et JJ) Structure moléculaire: (i) Approximation de Born-Oppenheimer, états électroniques d’une molécule, problèmes de symétrie; (ii) introduction aux molécules polyatomiques interaction rayonnement-systeme atomique : Quantification du cham libre ; (ii) Susceptibilité, transitions spontanées et induites, élargissement homogène et inhomogène ; (iii) Application : introduction aux Laser et aux Maser T.E.R. Crédit: 3 Contact:Monsieur POLONYI,Professeur, Université Louis Pasteurtél : 03 90 24 06 89, fax : 03 90 24 06 54, email :polonyi@fresnel.u-strasbg.frLaboratoire de Physique Théorique 3-5 rue de l'université, 67084 Strasbourg cedex 5
