Physique des particules

Synthèse du cours de PHYS-F416

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Enseignant : Barbara CLERBAUX (Année 2023-2024)
Ressources officielles : Page de l’ULB Espace Dochub

Table des matières

Chapitre 1 : Introduction et rappels

  • 1.1 Physique des particules élémentaires
  • 1.2 Particules élémentaires de la matière
  • 1.3 Interactions fondamentales
  • 1.4 Modèle standard de la physique des particules

Notes du Chapitre 1

Chapitre 2 : Symétries et lois de conservation

  • 2.1 Théorème de Noether
  • 2.2 Symétries continues
  • 2.3 Symétries internes
  • 2.4 Symétries discrètes

Notes du Chapitre 2

Chapitre 3 : Modélisation des interactions fondamentales

  • 3.1 Nécessité d’une théorie quantique des champs
  • 3.2 Premières tentatives
  • 3.3 Ingrédients d’une théorie quantique des champs
  • 3.4 Formalisme du lagrangien en TQC
  • 3.5 Symétrie de jauge locale
  • 3.6 Calcul des amplitudes de transitions
  • 3.7 Calcul du taux de désintégration
  • 3.8 Résumé

Notes du Chapitre 3

Chapitre 4 : Interactions faibles

  • 4.1 Introduction
  • 4.2 Opérateur parité \(P\) sur spineur \(\Psi\)
  • 4.3 Conservation de la parité en QED/QCD
  • 4.4 Conséquence de la violation de \(P\)
  • 4.5 Structure en \(V-A\)
  • 4.6 Universalité leptonique
  • 4.7 Couplage faible et angle de Cabibbo
  • 4.8 Nécessité d’un \(4^{\text{ème}}\) quark : le charme
  • 4.9 La matrice \(CKM\)
  • 4.10 Triangle d’unitarité

Notes du Chapitre 4

Chapitre 5 : Interactions électrofaibles

  • 5.1 Introduction & courants neutres
  • 5.5 Contrainte d’unification
  • 5.6 Masse des bosons \(W\) et \(Z\)
  • 5.8 LEP et SLC
  • 5.9 Tests de précision électrofaible
  • 5.10 Chiralité et unification
  • 5.12 Boson scalaire \(H^0\)
  • 5.13 Tevatron au LHC & CMS
  • 5.15 Observation du \(H^0\) au LHC

Notes du Chapitre 5

Chapitre 6 : Introduction à la violation \(CP\)

  • 6.1 Introduction et modèle standard
  • 6.3 Système \(K^0\)-\(\bar{K}^0\) et évolution temporelle
  • 6.5 Violation de \(CP\) dans les désintégrations
  • 6.8 Désintégration des bosons \(B^0\)
  • 6.9 Résultats de LHCb & Conclusion

Notes du Chapitre 6

Chapitre 7 : Oscillation des neutrinos

  • 7.1 Neutrinos \(\nu\) du modèle standard
  • 7.2 Problème des neutrinos solaires
  • 7.3 Mélange des neutrinos

Notes du Chapitre 7

Chapitre 8 : Oscillation des neutrinos solaires et atmosphériques

  • 8.1 Caractéristiques des sources et des détecteurs
  • 8.2 Expériences pour les \(\nu\) solaires
  • 8.3 Détection des oscillations atmosphériques
  • 8.4 Résumé

Notes du Chapitre 8

Chapitre 9 : Oscillation des neutrinos - source artificielle

  • 9.1 Introduction
  • 9.2 Détection auprès des réacteurs nucléaires
  • 9.3 Détection auprès des accélérateurs de particules
  • 9.4 Conclusion

Notes du Chapitre 9

Chapitre 10 : Propriété des neutrinos

  • 10.1 Contenus en saveur des états de masse
  • 10.2 Mesures directes des masses \(m_\nu\)
  • 10.3 Recherche de la désintégration double bêta sans neutrino (\(0\nu\beta\beta\))
  • 10.4 Limites cosmologiques & Conclusion

Notes du Chapitre 10

Ressources du cours

Slides

Laboratoire et travail personnel