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Physique des particules

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S3b

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours
10h TD

Responsable :

Lucia Di Ciaccio

Université de Savoie, Laboratoire d'Annecy le Vieux de Physique des Particules

Intervenants :

Lucia Di Ciaccio
Pablo Del Amo Sanchez

Objectif

Le but de ce cours est d'expliquer les résultats expérimentaux actuels dans le contexte du Modèle Standard. En plus des données du PDG Booklet, il utilise celles des expériences les plus récentes sur les interactions et désintégrations des particules élémentaires. Il montre aussi, par exemple, comment sont obtenus les éléments des matrices de couplage des quarks (CKM) et des neutrinos (PMNS) à partir de ces résultats expérimentaux. Ce cours doit donner les connaissances de base nécessaires pour commencer une thèse en physique des particules au niveau international, typiquement sur les expériences du LHC, CNGS et de T2K. (En cela, le cours P4a-5 du semestre suivant qui traite plus spécifiquement des prédictions de l'interaction électrofaible et de la supersymétrie lui fait naturellement suite)

Plan du cours

1. Introduction
Invariants relativistes s, t, u. Rapidité y et pseudorapidité η. Invariants et diagrammes de Dalitz. Espace de phase relativiste à trois corps. Rappels sur les interactions fondamentales et le modèle des quarks.

2. Interaction Faible par courant chargé à bas q2
Désintégrations des μ, π, K, τ. Universalité des couplages e-μ-τ. Angle de Cabibbo. Mécanisme GIM. Matrice de Cabibbo-Kobayashi-Maskawa.

3. Le Lagrangien du Modèle Standard (1 famille)
Invariance locale de gauge.Termes cinétiques pour les bosons de jauges et pour les fermions. Le potentiel de Higgs et les masses pour les bosons de gauge et pour les fermions. Applications: physique du Z et du Higgs à LEP.

4. Phénoménologie de la Physique de la Saveur
Physique des hadrons charmés et beaux. Mesure de Vcb. Physique du top. Oscillations des mésons pseudoscalaires neutres (K), D et B. Diagrammes boites. Mesure de χd et χs. Effets des diagrammes pingouins. Violation de CP. Triangles d'Unitarité.

5. Phénoménologie des Oscillations des neutrinos
Matrice PMNS. Neutrinos solaires. Effet MSW. Neutrinos de centrales. Neutrinos atmosphériques. Neutrinos basés sur accélérateur. Violation de CP. Hiérarchie des masses. Masses des neutrinos.

6. Utilisation des fonctions de structure et physique du LHC
Production de photons virtuels et mécanisme de Drell-Yan. Application: production de W, Z, top et Higgs au LHC.

Pré-requis

Mécanique quantique approfondie M2, introduction à la théorie des champs M2, théorie quantique des champs M2 à suivre en parallèle. Des connaissances élémentaires en relativité restreinte et en physique des particules sont nécessaires.

Modalité de l'examen

Écrit