Physique (Niveau avancé)

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Les champs en physique

Proposé par Hubert Hansen, Maître de conférences, Université Lyon 1
 

Il semble que dans la formulation actuelle de la physique, le concept de champ (décrivant un système fondamentalement continu) soit inévitable.

Historiquement c'est plutôt une surprise. Avec la mécanique de Newton on décrit fondamentalement le mouvement des particules "élémentaires", ponctuelles, sans taille ; le champ, par exemple celui décrivant une onde, une vague dans un fluide, n'est qu'une approximation à l'échelle humaine du comportement compliqué de chaque particule du fluide.

En fait, il apparaît depuis le XXème siècle que l'objet fondamental de la physique est plutôt le champ : le champ électromagnétique (la lumière) ne correspond pas à la vibration d'un "fluide" (l'éther) ; les particules elles-mêmes sont associées à un champ en mécanique quantique (la fonction d'onde) ; en relativité restreinte, les interactions entre particules sont impossibles, il faut ajouter un champ intermédiaire ; la relativité générale décrit la gravité (l'espace-temps lui-même) comme un champ.

Ainsi la description actuelle de la physique fondamentale repose sur la "théorie quantique des champs" qui mêle ces concepts (sauf la gravité qui est pour l'instant impossible à faire rentrer dans ce cadre) que l'on va explorer.


 


Les équations d'onde relativistes

Proposé par Aldo Deandrea, Professeur, Université Lyon 1

Les équations d’onde relativistes sont à la base de la description des particules élémentaires et de leurs interactions. En partant des idées de la mécanique quantique et de la relativité restreinte, il est possible d’arriver à des équations capables de décrire les particules dans le cas quantique et relativiste. L'interprétation des solutions de ces équations dans le cadre d'une théorie ne décrivant qu'une seule particule conduit à des incohérences, qui peuvent être résolues dans le cadre de la théorie quantique des champs.


 

Phénoménologie et modèles des noyaux atomiques

Proposé par Karim Bennaceur, Maître de conférences, Université Lyon 1

Ce cycle, consacré à la description du noyau atomique, sera organisé en trois conférences. Dans la première, je discuterai des propriétés élémentaires des noyaux comme leur taille, leur masse et leur forme. Je présenterai également un modèle simple d’intérêt historique (le modèle de la goutte liquide). Dans la seconde conférence, je présenterai de manière simple les méthodes basées sur l’approximation dite du « champ moyen » permettant de décrire le noyau comme un système quantique à N corps. Enfin, dans le troisième cours, je présenterai la très grande variété de la phénoménologie des noyaux et je discuterai quelques questions ouvertes comme les propriétés des noyaux exotiques, les formes inattendues, les phénomènes de peaux et de halos ou encore la quête des noyaux super-lourds.