Présentation

  Programme

Semaine 1 : Matière et forces, mesurer et compter

• 1.1 Matière
• 1.2 Forces
• 1.3 Probabilité et section efficace
• 1.4 Expérience Rutherford
• 1.5 Diffusion quantique
• 1.6 Expérience Rutherford en pratique
Quiz sommatif module 1

Semaine 2 : Physique nucléaire

• 2.1 La masse des noyaux
• 2.2 Taille et spin des noyaux
• 2.3 Modèles nucléaires
• 2.4 Radioactivité alpha
• 2.5 Radioactivité beta et gamma
• 2.6 Radioactivité en pratique
• 2.7 Datation C14 et imagerie IRM
• 2.8 Fission nucléaire
• 2.9 Energie nucléaire
• 2.10 Fusion, soleil et ITER
• 2.11 Le Tokamak de l’EPFL
• 2.12 Centrale nucléaire de Beznau
• Quiz sommatif module 2

Semaine 3 : Accélérateurs et détecteurs

• 3.1 Principes d’accélération
• 3.2 Accélération et focalisation
• 3.3 Eléments du LHC
• 3.4 Particules lourdes dans la matière
• 3.5 Particules légères dans la matière
• 3.6 Photons dans la matière
• 3.7 Détecteurs d’ionisation à gaz
• 3.8 Détecteurs semiconducteurs
• 3.9 Détecteurs à scintillation et Cherenkov
• 3.10 Spectromètres et calorimètres
• 3.11 Détecteurs de particules au DPNC
Quiz sommatif module 3

Semaine 4 : Interactions électromagnétiques

• 4.1 Rappel : Décrire une réaction
• 4.2 Diffusion électromagnétique
• 4.3 Spin et moment magnétique
• 4.4 Diffusion Compton et annihilation en paires de photons
• 4.5 Annihilation électron-positron
Quiz sommatif module 4

Semaine 5 : Hadrons et interactions fortes

• 5.1 Diffusion élastique
• 5.2 Diffusion inélastique et quarks
• 5.3 Résonances quark-antiquark et mésons
• 5.5 Couleur et interactions fortes
• 5.6 Hadronisation et jets
Quiz sommatif module 5

Semaine 6 : Interactions électro-faibles

• 6.1 Particules et antiparticules
• 6.2 Les transformations C, P et T
• 6.3 Charges et interactions faibles
• 6.4 Désintégration du muon et du tau
• 6.5 Le boson W
• 6.6 Le boson Z
• 6.7 Diffusion de neutrinos
• 6.8 Désintégration faible des quarks
• 6.9 Oscillations particule-antiparticule et violation de CP
• 6.10 Oscillations de neutrinos
• 6.11 Le mécanisme de Higgs
• 6.12 Le boson de Higgs
• 6.13 La découverte du Higgs
Quiz sommatif module 6

Semaine 7 : Matière et énergie sombre

• 7.1 Le Big Bang et ses conséquences
• 7.2 Matière sombre
• 7.3 Energie sombre
• 7.4 Que ce cache-t-il derrière la matière et l’énergie sombre ?
Quiz sommatif module 7

  Déroulement

Le cours consiste en une série de 7 sessions, comprenant chacune un certain nombre de brèves présentations vidéo (8 à 15 minutes). Chaque session s’accompagne d’un questionnaire d’évaluation. Suivant le premier module qui introduit notre sujet, les modules 2 (Physique nucléaire) et 3 (Accélérateurs et détecteurs) dépendent peu du reste du cours et peuvent être étudiés séparément. Les modules 4 à 7 approfondissent les notions de la matière et des forces élémentaires.

  Intervenants

Martin Pohl

Professeur au Département de physique nucléaire et corpusculaire – Université de Genève

Mercedes Paniccia

Collaboratrice Scientifique – Département de Physique Nucléaire et Corpusculaire –Université de Genève