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Particules et Champs Élémentaires

Dernière mise à jour : mercredi 8 novembre 2006, par Daniel Bloch

Résumé

Compétences à acquérir
Connaissance de base de la physique des hautes énergies et de la théorie des champs : introduction au modèle standard et interactions élémentaires.

Programme

 Constituants de la Matière : fermions et bosons ; transformation de Lorentz ; équations de Schrodinger et de Klein-Gordon ; équation de Dirac, antiparticules ; leptons et quarks.
 Interactions fondamentales : théorie de Yukawa, échange de boson ; diagrammes de Feynman ; sections efficaces ; désintégration et résonances.
 Principes d’Invariance et Lois de Conservation : translation et rotation, Parité, conjugaison de Charge ; Invariance de Jauge ; renversement du Temps, symétries CP et CPT ; Isospin fort et Etrangeté.
 Spectroscopie de quarks : baryons légers, hypercharge et couleur ; mésons pseudo-scalaires et vecteurs ; quarkonium, découvertes des saveurs lourdes.
 Diffusions de quarks et de leptons : annihilations e+ e- ; diffusion inélastique profonde ; partons et quarks.
 Interaction Forte : ChromoDynamique Quantique QCD ; couleur et gluons ; évolution des constantes de couplage ; fonctions de structure.
 Interaction Faible : théorie de Fermi ; interaction de neutrinos ; non-conservation de la Parité ; désintégrations faibles ; courants chargés et neutre ; découverte des bosons W et Z ; violation de CP.
 Le « Modèle Standard » des Interactions : Groupe U(1)xSU(2)xSU(3) ; secteur de Higgs ; succés expérimentaux et limitations.
 Au-delà du Modèle Standard : Supersymmétrie ; grande unification ; masse des neutrinos et leurs oscillations ; la nature du vide ; Projets futurs : LHC, ILC, astroparticules.

Supports de cours

• Introduction (pdf)
• Quarks et Leptons (pdf)
• Interactions et Champs (pdf)
• Sections Efficaces et Désintégrations (pdf)
• Principes d’Invariance et Lois de Conservation (pdf)
• Structure des Hadrons (pdf)
• Diffusion de Leptons et de Quarks (pdf)
• Interactions de Quarks et QCD (pdf)
• Interaction Faible (pdf)
• Modèle Standard de l’Interaction Électro-faible (pdf)
• Nouvelle Physique et Nouvelles Expériences (pdf)

• Examen 2005 (ps)