"Physique des particules

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“Physique des particules
(Maîtrise de physique 2004, 2ème semestre)
1.
Panorama : les interactions en
tre leptons, quarks, hadrons.
2.
La structure du proton.
3.
Quelques éléments de l'électrody
na
mique quantique (QED) e
t
de la
chromodynamique quantique (QCD):
4.
Les collisions (e+e-)
la physique des bosons W et Z
5.
Les interactions hadroniques,
la physique auprès le LHC
6.
Phénoménologie des interactions faibles
7.
Lagrangians, symétries et l'invarian
ce de jauge, l'équation de Dirac
8.
Les in
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U(1), SU(2), SU(3) et le Lagr
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9.
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Higgs
10.
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11.
La violation de CP
12.
Les oscillations de neutrinos


















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Cours
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2004
Vue traditionnelle:
Physique des particules
Particules élémentaires

Interactions fondamentales
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Le Modèle Standard
Les invariances et symétries
Les brisures d
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métries
de la Physique ...
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U. Goerlach, UF RedS icneec shPiqyss,ueou C: rsyhP uqised eaP sulesrtic2004
“Physique des particules
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
Panorama : les interactions entre leptons, quarks, hadrons. La structure du proton. Quelques éléments de l'électrodynamique quantique (QED) et de la chromodynamique quantique (QCD): Les collisions (e+e-) la physique des bosons W et Z Les interactions hadroniques, la physique auprès le LHC Phénoménologie des interactions faibles Lagrangians, symétries et l'invariance de jauge, l'équation de Dirac Les interactions électromagnétiques, faibles et fortes, symétries U(1), SU(2), SU(3) et le Lagrangian du modèle standard. L'unification des interactions électro-faibles et le mécanisme de Higgs Les mesures des paramètres du modèle standard La violation de CP Les oscillations de neutrinos
(Maîtrise de physique 2004, 2ème semestre)
Cours:  siques, cnseP yhd  ecSeih,acFR U GU.rloelesticu Parnnioitadtre Vu :elle des ParPhysique00L4 eoMitucel2sarndded ledèta Seuqised  al syhP
ƒLa physique au délà du modèle standard ƒSUper-SYmétrie ouGrand-UnificationTheories ƒNeutrinos avec une masse0 ’ ‘ ƒBig Bang » et « l Univers à l échelle large »« ƒclNusyéoèhtnes ƒèierM ta émyseirtAAnti-matière ? ƒDimension d espace et de temps (3+1)? ƒFormations de galaxies, Matière noire non-baryonique ƒExpansion accélérée? Constant cosmologique? ƒNouveau Modèle Standard avec gravitation
Physique des particules ƒParticules élémentairesInteractions fondamentales ƒ mésonsleptons, quarks ; hadrons: et baryons ƒdescription des interactions par échange de bosons, ƒMécanisme de Higgs ƒViolation de CP ƒExpliquer les objets composés (hadrons) Les concepts théorétiques: ƒLagrangians, ƒLes invariances et symétries ƒLes brisures des symétries Les défis modernes: La physique au
Pysique des particules
Histoire de l’Univers
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L’Univers
La formation et la distribution des galaxies dépend de la matière noire non-baryonique, composée par des particules élémentaires inconnues
e Compton=m=c2 )(échelle quantiqu
G M vescape=2Nc RS RSchwarzschild=2GN2M ???c Gravitation quantiqueRSchwarzschild2C;M=??
PP/c=GN=/c5=5.41044sec
P=GN=/c3=G=1.61035m
mP=G=c=1/GN=1.210+19GeV N 2.1 108Kg
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pc=2mc2Ecin+Ec2in
4 pc=E2m2c
= − EcinE mc2 E2=(Ecin+mc2)
E2=p2c2+m2c4
= énergie cinétique
Longueur réduite De-Broglie
c=cmEEcmcpEEcmpc==ic2222inncciinnc,sC uosrhPsyqieuciences UFR de S02se40traPlucie qus de P: sihyerlach, U. Go
02seluci40
au CERN
Accélérateurs
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Particules élémentaires
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Les leptons et les quarks sont organisés en doublets du isospin (faible et/ou forte) ??!! leptons:Aνquarks:qqupnwod
Elles sont de fermions
Elles ont toutes une masse, mais assez différentes
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Elles sont élémentaires dans le sens qu elles ont pas de structure, elles sont ponctuelles
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0 
Bosons des interactions S = 1 Photon Gluonsmassifs γgW+, W-, Z0 0 01, -1, 0 +
type Charge élctrique Masse
 
1 -
-1/3
+2/3
Particules élémentaires et leurs interactions Fermions, spin = 1/2
     charge  0
U. Goerlach, UFR de Sciences Physiques, Cours: Physique des Particules 2004 Les leptons sont des particules élementaires Diffusion élastiques (à la Rutherford) Limit : –δxelectron< 10-3fm !! Ne pas confondre avec le rayon classique de l électron:e21 rl classiq= e.ue4πε0mec2
ysPhs ce Cs,ueiqP  :sruo euqisyhUerla. GoFU Rhc ,icneedS 04luci02se sedtraP
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