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To Ex M2 P
Mardi, 27 Septembre 2011 19:24

Computational statistical physics

Written by

Computational statistical physics

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S3a

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours
12h TD

Responsable :

Ralf Everaers

École Normale Supérieure de Lyon, Laboratoire de Physique.

Intervenants :

Ralf Everaers
Daniel Jost

Language of instruction

The course will be taught in english. Les questions en français sont bienvenues.

Objectives

Statistical Physics deals with behavior that emerges from the interactions of many particles. Since exact analytical solutions of the governing equations only exist for a small number of models, computer simulations have become an indispensable tool in the field.

Topics

• Monte Carlo techniques for phase transitions and critical phenomena

• Path Integral Monte Carlo and Bose Einstein condensation

• Lattice gas automata and Lattice Boltzmann models of fluid flow

Literature

• Frenkel and Smit, Understanding Molecular Simulation

• Landau and Binder, A Guide to Monte Carlo Simulations in Statistical Physics

• Krauth, Algorithms and Computations

Course prerequisites

Physique statistique L3 and M1

Physique numérique L3

Exam

written

Lundi, 28 Mars 2011 15:31

Stage M2 Physique

Written by Administrator

Stage M2 Physique

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4b

Crédits ECTS :

21

Volume Horaire :

-

Responsable :

-

-

Intervenants :

-

La Formation

Le stage de recherche dure au minimum seize semaines de début avril à fin juillet.
Un projet de stage devra être déposé par chaque étudiant avant le 1er mars.

Pas de session de septembre


Soutenances des stages : début septembre

 

 

Pré-requis

-

Modalité de l'examen

Rapport écrit et soutenance orale

Mots-clés

Travail de recherche, Laboratoire de recherche académique ou industriel, France ou Etranger

Exemples de stages

Découvrez les stages des années précédentes

Lundi, 28 Mars 2011 15:28

Biophysics

Written by Administrator

Biophysics

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S3b

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours

12h TDs

Responsable :

Cendrine Moskalenko

École Normale Supérieure de Lyon, Laboratoire de Physique

Intervenants :

Cendrine Moskalenko
Hélène Delanoé-Ayari

Daniel Jost

Objectif

 

Une cellule fonctionne avec de faibles nombres de molécules et des énergies comparables aux énergies thermiques ; comment peut-elle avoir un comportement déterministe dans ces conditions ? Comment la dynamique des tissus émerge du comportement des cellules individuelles ? Les outils physiques basés sur des concepts de matière molle, de physique statistique, de rhéologie et de mécanique des milieux continus, permettront d’analyser comment s’auto-organisent les structures du vivant des échelles subcellulaires (nanométriques) aux échelles des tissus (millimétriques). Nous verrons en retour comment les objets biologiques génèrent de nouvelles problématiques de Physique et conduisent au développement de méthodes expérimentales et théoriques pour les traiter.

 

Plan du cours

 

1. Machines Moléculaires
Les moteurs moléculaires : extraire un mouvement dirigé à partir du bruit thermique.
Les pores biologiques : canaux ioniques et modèle d'Hodgkin–Huxley, translocon et ratchet brownien de translocation, pore nucléaire : sélectivité et directionnalité, porines et séquençage de l'ADN.

 

2. Régulation de l’expression génique : du gène au réseau
Régulation d’un gène : aspects déterministes et stochastiques au niveau ARN et protéique, comparaison avec l’expérience, bruit intrinsèque/extrinsèque.
Réseau de régulation : interaction entre gènes, propagation du bruit, boucle de rétroaction, dynamique des réseaux, analyse de motifs.

 

3. Dynamique à l’échelle de la cellule
Auto-organisation et polarité cellulaire.
Adhésion et migration d’une cellule.
Motilité, réponse à des gradients externes, mécanismes et limites physiques.

 

4. Propriétés mécaniques : de la cellule au tissu
Outils pour sonder la mécanique d’une cellule.
Contraintes mécaniques.
Rhéologie d’un tissu.
Morphogénèse.

Langue d'enseignement

Cours en français uniquement (questions en anglais bienvenues).

Modalité de l'examen

 

Analyse d'articles avec une partie écrite (rapport) et une présentation orale

Lundi, 28 Mars 2011 15:28

Granular and jammed materials

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Granular and jammed materials

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

18h Cours

Responsable :

Nicolas Taberlet

 

Intervenants :

Nicolas Taberlet

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Objectif

Sable, ciment, sucre, riz, cailloux sont quelques exemples de milieux granulaires. Cette matière en grains désordonnée est omniprésente dans de nombreux procédés industriels ainsi que dans de nombreux phénomènes naturels (avalanches, éboulements de terrain, dunes…). Ce cours permettra d’aborder les bases de la physique des milieux granulaires, au travers d’outils issus de la physique statistique, de la mécanique des solides, de l’hydrodynamique. La grande richesse de comportements sera illustrée tout au long du cours par des expériences, simulations et illustrations issues de différents domaines de la physique, de la géophysique, ou des sciences des matériaux.

Plan du cours

I) - Les milieux granulaires : exemples et spécificités -interaction entre grains

II) Les différentes méthodes de simulations

III) Le tas de grains : statique des milieux granulaires

IV) Comment se déforme un milieu granulaire ? Plasticité

V) Comment coulent des grains ? Hydrodynamique des milieux granulaires

VI) Milieux agités : théorie cinétique des milieux granulaires

VII) Exemples d’applications de la théorie cinétique

VIII) Dunes et rides

IX) Des grains dans l’eau

Langue d'enseignement

Français (english upon request)

 

Introduction to Gravitational Waves Physics

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

18h Cours

Responsable :

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Laboratoire des Matériaux Avancés, 

Villeurbanne

Intervenants :

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Objectives

 

The detection of the Gravitational Waves (GW) emitted by a black holes binary on September 14th 2015 has opened a new window on the Universe. The observation of the kilonova explosion on August 17th 2017 through all different electromagnetic, particle and indeed, gravitational probes is worldwide recognized as the first example of Multimessenger Astronomy.
GW physics is rapidly expanding and new phenomena and sources are likely to be found in the years to come: today students like you are very much in the same situation as the students at the dawn of particle physics.

As always when a new field of physics is emerging there is a difficulty to follow what’s happening, especially for keen people who want to know better than what they can from reading newspapers or for people who are interested in starting a research career in this field. This difficulty is evident when you read the detection articles for example. Fundamental properties of GW, details of their detectors, specific vocabulary, are not in the normal background of a physics student.

This introductory course has been thought to make GW physics more approachable. We are going to familiarize with fundamental properties of GW, description of the GW source, description and status of the detector at the moment of detection, significance of the detection. The last part of the course will be focused on the future developments in the field.

Outline

 

The concept of GW and its historical evolution
Sources of GW
Features of the GW signal from coalescing binaries
The interferometric detectors of GW
Are we sure we have detected them? Level of significance of a detection
The future of GW Astronomy

Language

 

The language will be established at the first lecture with the students. English and French are the possible choices.

Prerequisiste

none

Exam

Oral exam

Lundi, 28 Mars 2011 15:25

Astroparticle physics

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Astroparticle physics

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

18h Cours

Responsable :

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Intervenants :

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Objectif

 

L’univers était autrefois rempli d'une soupe dense et chaude de particules. A l'aide de physique statistique, physique de particules et relativité générale, on étudiera diverses époques de cette histoire primordiale, et les « fossiles » qu'elles ont pu laisser dans l'Univers actuel, telles l'excès de matière par rapport à l'anti-matière, la densité de noyaux légers, la matière noire et le fond diffus cosmologique (CMB).

 

Plan du cours

Les notes de cours de l'année 2011-2012 sont disponibles sur la page web de Sacha Davidson

1. Thermodynamique du plasma primordial
On décrira le plasma homogène en expansion, fait de particules relativistes ou non-relativistes. Puis on étudiera divers exemples de gel thermique et chimique :

Exemple 1: le fond diffus cosmologique
À l'âge de plusieurs centaines de milliers d'années, l'Univers est devenu transparent lors de la (re)combinaison des protons avec les électrons.

Exemple 2: la nucléosynthèse primordiale
À l'âge de quelques secondes, il y a le gel thermique des neutrinos. Quelques minutes plus tard, certains des protons et neutrons se sont associés pour former de l'Hélium et un peu de Lithium.

Exemple 3: la densité relique de matière noire
On calculera la densité relique de divers particules hypothétiques, sans interactions électromagnétiques.

Exemple 4: la baryo/leptogénèse
Production d'un l'excès de matière (par rapport à l'antimatière) dans les désintégrations d'une particule très lourde, quand l'âge de l'Univers était de quelques fractions infimes d'une seconde.

2. Transitions de phase
Théorie des champs à température finie. Modèle jouet d'un champs scalaire, pour représenter le cas de la transition de phase « électrofaible ». (Possibilité de baryogénèse à cette transition.)

Pré-requis

 

General relativity and cosmology, Physique des particules;
“Théorie quantique des champs M2/Gauge theories and applications” souhaité.

 

Langue d'enseignement

 

Cours en français par défaut, en anglais en présence d’auditeurs non-francophones ou si une majorité des auditeurs le demande lors de la première séance. Notes et literature en Anglais.

Modalité de l'examen

Ecrit

Standard model of particle physics and beyond

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

18h Cours

Responsable :

Cedric Delaunay

Université Claude Bernard, Institut de Physique Nucléaire de Lyon

Intervenants :

Cedric Delaunay

Objectif

 

Le Modèle Standard de la physique des particules est la description fondamentale la plus complète de tous les phénomènes non-gravitationnels observés à ce jour. Un succès couronné en 2012 par la découverte au LHC du boson de Higgs qui à la fois confirme cette description et suggère que le domaine de validité du Modèle Standard pourrait s’étendre jusqu’à l’échelle de Planck. Malgré ce succès, le Modèle Standard est très certainement incomplet. En effet, il ne permet pas d’expliquer l’abondance de matière (noire et baryonique) observée dans l’Univers, ni les phénomènes d’oscillation de neutrinos. En outre, le Modèle Standard n’apporte aucun élément de réponse quant à plusieurs questions théoriques, notamment la stabilité de l’échelle électrofaible, l’absence de violation de CP par l’interaction forte ou encore la hiérarchie de masse des quarks et des leptons chargés.
La première partie de ce cours présentera les principales propriétés du Modèle Standard, ce qu’il permet d’expliquer et les questions qu’il laisse en suspens. La seconde partie couvrira les différentes idées théoriques proposées pour compléter le Modèle Standard et ainsi améliorer notre connaissance des interactions fondamentales.

Plan du cours

 

- Introduction au Modèle Standard et à ces principales propriétés : interactions de jauge, brisure de symétrie électrofaible, changements de saveur et violation de la symétrie CP.
- Les lacunes du Modèle Standard : oscillation de neutrino, matière noire, asymétrie matière-antimatière primordiale
- Questions laissées en suspens par le Modèle Standard : stabilité de l’échelle électrofaible, conservation de la symétrie CP dans l’interaction nucléaire forte, origine de la structure de saveur des quarks et des leptons chargés.
- Phénoménologie des théories supersymétriques et introduction au Modèle Standard Supersymétrique Minimal (MSSM).
- Phénoménologie des théories avec dimension d’espace supplémentaire et introduction aux modèles à géométrie plate (ADD) et courbe (RS).
- Introduction aux modèles de Higgs composite
- Matière noire et le miracle du WIMP
- Axion et préservation de la symétrie CP dans l’interaction forte

Langue d'enseignement

Langue du cours déterminée lors de la première séance en fonction de la demande des auditeurs (anglais ou français)

Pré-requis

 théorie quantique des champs et théories de jauge M2Particle physics, Advanced aspects of symmetries

Modalité de l'examen

Oral avec présentation détaillé et critique d'un article de recherche en lien avec un modèle des interactions électrofaibles.

Lundi, 28 Mars 2011 15:16

General relativity and cosmology

Written by Administrator

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

Written by Administrator

Physique des particules

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S3b

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours
12h TD

Responsable :

Jacques Marteau

 

Institut de Physique Nucléaire de Lyon
UNIVERSITE CLAUDE BERNARD

Intervenants :

Jacques Marteau

Objectif

 

Ce cours présente la physique des particules élémentaires : leurs propriétés, leurs interactions, et les moyens de les détecter. Ce cours présente également quelques outils d’analyse de données. Son objectif est de permettre à un étudiant de comprendre un article scientifique traitant de la physique des particules expérimentale, et de poursuivre en thèse dans ce domaine s’il le souhaite.

 

 

Plan du cours

 

Introduction / outils théoriques
Cinématique, règles de Feynman
QED
Amplitudes d’hélicité, Renormalisation, Effets NLO
Structure du proton
Fonctions de structure, Modèle des partons
Interaction faible
Courants chargés, structure chirale, courant neutres
Physique de la saveur
Matrice CKM, violation de CP
Modèle standard
Unification électrofaible, Higgs
Physique des neutrinos
Oscillation de neutrinos, masse des neutrinos
Astrophysique et cosmologie
Multi-messagers, ondes gravitationnelles (exp.)

Outils et méthodes

Détection
Interaction particule/Matière, trajectographes, calorimètre, etc..
Outils d’analyse
Probabilité, Statistique 

 

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

 

Introduction à la physique des particules, Mécanique analytique, Théorie Classique des champs (opt.)

Modalité de l'examen

Écrit

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