Physique théorique : noyaux et particules

Durée

30h Th

Nombre de crédits

Enseignant

Jean-René Cudell

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Compléments de physique nucléaire, en particulier la diffusion de Rutherford en mécanique quantique, la méthode WKB pour la désintégration alpha, les concepts d'échange de particules et de symétries internes continues.
Introduction aux accélérateurs et aux détecteurs, à la physique des particules élémentaires, au mécanisme de Brout-Englert-Higgs et au modèle standard.
Table des matières
Unités naturelles
I Compléments de physique nucléaire
1 Propriétés des noyaux
2 Collisions en mécanique quantique
3 Désintégration alpha (à deux corps)
4 Désintégration bêta (à trois corps)
5 Fusion nucléaire
6 La fission nucléaire
II Détecteurs et accélérateurs
1 Détection des particules
2 Accélérateurs
III Physique des particules
1. Généralités
2. Notions de théorie des groupes continus
3. Le modèle des quarks
4. Les symétries de jauge
5. La chromodynamique quantique
6. Interactions électrofaibles
7. Les oscillations de neutrinos
8. Violation CP et mélange de saveurs
9. Matière noire

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Au terme du cours, les étudiants seront capables :
1) d'utiliser de nouvelles méthodes de résolution en mécanique quantique ;
2) de suivre les développements récents en physique des particules ;
3) de comprendre et analyser les principaux enjeux liés à la physique nucléaire;
4) d'utiliser les bases de données liées à la physique nucléaire et à la physique des particules.
 

Savoirs et compétences prérequis

Je supposerai que vous connaissez la Mécanique quantique non relativiste, et que vous avez eu une introduction à la physique nucléaire.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Ce cours repose sur des cours ex cathedra, correspondant à la table des matières. Chaque séance sera précédée d'une discussion et/ou d'une séance de questions-réponses. Les étudiants sont également invités à consulter et à utiliser les nombreux liens disponibles sur les pages web du cours.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Présentiel. Les diapositives du cours, ainsi que de nombreuses références supplémentaires, sont disponibles sur les pages web du cours.

Adaptations organisationnelles liées au contexte sanitaire

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

A. Das and T. Ferbel, "Introduction to Nuclear and Particle Physics", John Wiley & Sons, New York, 1994; L.D. Landau et L.M. Lifshitz, "Quantum Mechanics. Non-Relativistic Theory", Third Edition: Volume 3, Butterworth&Heinemann, 2003; F. Halzen et A. Martin, "Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics", John Wiley & Sons, 1984.

Modalités d'évaluation et critères

Vous trouverez ci-dessous les modalités d'évaluation envisagées pour les examens en présentiel et à distance ainsi que celle souhaitée en cas de session hybride. En fonction de l'évolution sanitaire, la modalité choisie vous sera communiquée au plus tard un mois avant le début de la session d'examen.

Toutes sessions confondues :

- En présentiel

évaluation orale

- En distanciel

évaluation orale

- Si évaluation en "hybride"

préférence en distanciel


Explications complémentaires:

Examen oral. Une question portera sur les parties I et II du cours, et une autre sur la partie III. Les questions sont disponibles sur les pages web du cours, et sont susceptibles d'être modifiées pendant l'année. 
 
Si le code couleur de la pandémie est jaune ou vert, l'examen aura lieu en présentiel. Sinon, il se tiendra sur Lifesize.
 
 

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Le cours sera organisé en 20 séances d'une heure et demie.

Contacts

Jean-René Cudell
Institut de physique 19A Allée du 6 août Bât B5a (4e étage, local 4/44) Université de Liège Tél. : 04/3663654
Courriel : jr.cudell@ulg.ac.be
Pages Web : http://www.theo.phys.ulg.ac.be

Notes en ligne