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Période 3b - CPMC & Astro
Période 3b - CPMC & Astro

Période 3b - CPMC & Astro (3)

Lundi, 28 Mars 2011 15:16

General relativity and cosmology

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General relativity and cosmology

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S3b

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours
12h TD

Responsable :

Etera LIVINE

 

Intervenants :

Etera LIVINE
Alexandre ARBEY

Objectif

La relativité générale est la théorie actuelle de la gravitation. Testée à travers ses applications à la cosmologie et à l'astrophysique, et récemment validée par la détection d'ondes gravitationnelles, elle encode le champs gravitationnel dans la dynamique de la géométrie de notre espace-temps. Le cours sera divisé en deux parties plus ou moins indépendantes. Dans la partie sur la Relativité Générale, nous établirons les fondations de la relativité générale, action d'Einstein-Hilbert et formulation Hamiltonienne, et explorerons la physique et thermodynamique des trous noirs. La seconde partie du cours sera consacrée à la cosmologie.

Plan du cours

 

Partie A: Relativité Générale

I. Action d'Einstein-Hilbert:

Tenseurs de métrique et courbures; Action d'Einstein-Hilbert et Equations d'Einstein; Invariance sous difféomorphisme et transformations conformes

II. Formalisme ADM:

Evolution de la métrique; Décomposition 3+1; Courbures Intrinsèque/Extrinsèque; Equation de Gauss-Codazzi; Formulation Hamiltonienne et Algèbre de Dirac

III. Formulation du 1er ordre:

Géométrie différentielle; Vierbein et Connection de Lorentz; Action de Palatini

IV. Espace-temps homogènes: de Sitter, anti de Sitter, diagrammes de Penrose

V. Physique des trous noirs:

Métrique de Schwarzschild et extensions; radiation de Hawking; Modes quasi-normaux; Lois de la thermodynamique des trous noirs


**************

Partie B: Cosmologie


1. Modèle cosmologique standard
1.1. Métrique de Robertson et Walker
1.2. Equations de Friedmann
1.3. Une brève histoire de l'Univers
1.4. Problèmes de la matière noire et énergie noire

2. Le plasma primordial
2.1. Modèle du Big-Bang chaud
2.2. Particules originelles et radiation(s)
2.3. Nucléosynthèse primordiale
2.4. Fond de rayonnement cosmologique (+ détermination des paramètres cosmologiques)

3. Formation des structures
3.1. Fluctuations primordiales (et un soupçon d'inflation)
3.2. Evolution linéaire
3.3. Evolution non-linéaire
3.4. Modélisation

 

Prérequis

Tenseurs et géométrie (M1), Introduction à la relativité générale (M1)

 

 

 

Langue d'enseignement

Langue du cours déterminée lors de la première séance en fonction de la majorité exprimée en faveur de l’anglais ou du français.

Modalité de l'examen

Écrit

Lundi, 28 Mars 2011 15:16

Advanced aspects of symmetries

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Advanced aspects of symmetries

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

master 2

Semestre :

S3b

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours
12h TD

Responsable :

Stefan HOHENEGGER

Université de Savoie, Laboratoire d’Annecy-le-Vieux de Physique Théorique

Intervenants :

Stefan HOHENEGGER
François DELDUC

Objectif

 

This course provides a basic introduction to conformal symmetry and supersymmetry, both of which play an important role in modern physical theories. Conformal transformations in arbitrary dimensions are characterised by leaving the space-time metric invariant up to a (local) scaling factor. They appear in a vast spectrum of physical applications, ranging from condensed matter to string theory and modern particle physics. Supersymmetry relates bosonic and fermionic fields to each other. While not yet directly observed at the energies of current collider experiments like the LHC, supersymmetry plays an important role in extending the standard model and in approaching important fundamental questions of modern high energy physics. This course starts with a mathematical description of both symmetries using a group theoretic language and explores their applications to field theories in various dimensions.

 

Plan du cours

 

Part 1:  Conformal Symmetry
- the conformal group in arbitrary dimensions

- correlation functions in conformal field theories
- two-dimensional conformal theories and the Virasoro algebra

Part 2:  Supersymmetry
- Coleman-Mandula theorem and superalgebras

- superspaces
- representation theory: supermultiplets

- supersymmetric field theories

 

Langue d'enseignement

 

This set of lectures will be given in English.

Pré-requis

 

Basic knowledge of geometry, group theory and quantum field theories

Bibliographie

 

- P. Di Francesco, P. Mathieu and D. Senechal, "Conformal Field Theory" 

- J. Wess, J. Bagger, "Supersymmetry and Supergravity"

Modalité de l'examen

Written exam

 

Lundi, 28 Mars 2011 15:15

Particle physics

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Physique des particules

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S3b

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours
12h TD

Responsable :

Stéphane Perriès 

 

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Institut de Physique Nucléaire de Lyon
UNIVERSITE CLAUDE BERNARD

Intervenants :

Stéphane Perriès 

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Objectif

 

Le but de cet enseignement est d'introduire la physique des deux infinis au travers des particules et des astro-particules comme sonde de la matière et de l'univers.
Ce cours détaillera la classification et l'identification des particules, les caractéristiques des interactions fondamentales et le rôle des symétries dans la modélisation.

 

 

Plan du cours

 

- Introduction (ordre de grandeurs, phénoménologie particules élémentaires et des interactions, accélérateurs et détecteurs)
- Le modèle des quarks
- Symétries C, P, T
- Interaction faible (chiralité, hélicité, matrice CKM)
- Oscillation de neutrinos
- Oscillation dans le système des mésons neutres

 

 

Langue d'enseignement

Langue du cours déterminée lors de la première séance en fonction de la majorité exprimée en faveur de l’anglais ou du français.

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