Nuclear and particle physics I

PHYS-311 / 4 credits

Teacher: Schneider Olivier

Language: French

Résumé

Introduction générale sur l'état des connaissances en physique des particules élémentaires: de la cinématique relativiste à l'interprétation phénoménologique des collisions à haute énergie.

Contenu

Introduction:
Radioactivité, découverte du noyau atomique. Forces et constituants élémentaires de la matière.

Cinématique et dynamique relativistes:
Transformations de Lorentz. Invariants et quadrivecteurs. Conservation de l'énergie et de la quantité de mouvement.
Interaction des rayonnements avec la matière:
Perte d'énergie et diffusion coulombienne des particules chargées. Interaction des photons dans la matière. Introduction aux diagrammes de Feynman.
Détection des particules:
Scintillateurs, compteurs et chambres multifilaires à ionisation de gaz, détecteurs à semi-conducteurs, détecteurs Cherenkov, calorimètres électromagnétiques et hadroniques.
Accélérateurs de particules:
Accélérateur linéaire, cyclotron, synchro-cyclotron, synchrotron, collisionneur.
Physique corpusculaire:
Positon et antimatière. Neutrino, hypothèse de Pauli et découverte. Pion et muon, découvertes et propriétés.
Règle d'or de Fermi. Etats métastables et résonances.
Classification des particules et lois de conservation: spin, isospin, nombre baryonique, étrangeté, nombres leptoniques.
Structure en quarks des hadrons, gluons, interaction forte.
Saveurs lourdes: charme, beauté, top, et lepton tau.
Interaction faible et bosons vecteurs W et Z. Boson de Higgs.

Mots-clés

Physique des particules élémentaires

Physique des hautes énergies

Compétences requises

Cours prérequis obligatoires

Physique générale

Cours prérequis indicatifs

Physique quantique I (si ce cours n'a pas encore été suivi, il est fortement recommandé de le suivre pendant le même semestre)

Acquis de formation

A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:

  • Expliquer correctement les notions couvertes par le cours
  • Appliquer correctement les notions couvertes par le cours
  • Raisonner correctement en utilisant les notions couvertes par le cours
  • Résoudre correctement des problèmes en utilisant les notions couvertes par le cours
  • Distinguer correctement les ordres de grandeur en jeu en physique des particules

Méthode d'enseignement

Cours ex-cathedra + exercices en classe

Méthode d'évaluation

Examen écrit (100%)

Encadrement

Office hours Non
Assistants Oui
Forum électronique Oui

Ressources

Service de cours virtuels (VDI)

Non

Bibliographie

voir site Moodle

Ressources en bibliothèque

    Polycopiés

    Polycopié + transparents du cours

    Liens Moodle

    Préparation pour

    Cours de Physique Nucléaire et Corpusculaire II (PHYS-312).

    Tous les cours de physique des particules au niveau Master.

    In the programs

    • Semester: Fall
    • Exam form: Written (winter session)
    • Subject examined: Nuclear and particle physics I
    • Lecture: 2 Hour(s) per week x 14 weeks
    • Exercises: 2 Hour(s) per week x 14 weeks
    • Type: mandatory

    Reference week

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