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Questions d'examen

From IFPA wiki
  1. Définissez et calculez classiquement la section efficace de diffusion de Rutherford. Montrez comment on peut traiter les effets de recul.
  2. Quelles sont les propriétés principales des noyaux ? Définissez la notion d'isotope, d'isobare et d'isomère. Quelles est la taille d'un noyau ? Comment peut-on modéliser leur masse ? Quels sont leur moment dipolaire et leur spin ? Qu'entend-on par noyaux stables et instables ?
  3. Formulez le modèle de la goutte liquide, et expliquez la formule de Bethe-Weizsäcker pour l'énergie de liaison des noyaux. Donnez-en deux applications.
  4. En utilisant le modèle de Fermi, déterminez l'ordre de grandeur de la profondeur du potentiel nucléaire.
  5. Expliquez le concept de nombre magique, énoncez les hypothèses du modèle en couches, et décrivez ses conséquences.
  6. En vous servant du schéma de niveaux de la figure, montrez que le modèle en couches permet de reproduire les nombres magiques, ainsi que de prédire le spin et le moment magnétique de la plupart des noyaux.
    Shellmod.gif
  7. Développez le modèle de Gamow de la désintégration [math]\alpha[/math].
  8. Décrivez les différentes formes de désintégration [math]\beta[/math]. Quels sont les noyaux qui sont instables à cause de ces désintégrations ? Quel est le processus qui en est la cause ?
  9. Dérivez la loi de désintégration radioactive. Définissez le temps de vie, la largeur de désintégration et la demi-vie. Expliquez la notion d'équilibre séculaire et expliquez les principes de la datation par mesure des abondances de noyaux mères et filles.
  10. Expliquez pourquoi certains noyaux sont fissiles. Comment les réactions de fission peuvent-elles être utilisées pour produire de l’énergie ? Expliquez le concept de criticalité. Quel est le rendement de ces réactions, et quelles sont les caractéristiques des produits de fission ?
  11. Quels sont les mécanismes principaux de fusion dans les étoiles ? Pourquoi produisent-ils de l'énergie ? Comment pense-t-on arriver à produire de l'énergie par fusion sur terre ?
  12. Quels sont les méthodes qui permettent la détection et l'identification de particules ? Quels sont les éléments d'un détecteur moderne, tel que CMS ou ATLAS ?
  13. Expliquez le fonctionnement d'un accélérateur électrostatique, et d'un accélérateur résonnant. Expliquez pourquoi le faisceau d'un synchrotron est stable, et quelles sont les méthodes utilisées pour concentrer un faisceau.
  14. Quelles sont les particules qui composent la matière dans des conditions normales? Comment ces particules interagissent-elles, et quels sont leurs nombres quantiques ?
  15. Qu'entend-on par étrangeté ? Comment cette propriété a-t-elle été découverte et interprétée ?
  16. Définissez le groupe de Lie SU(2) er son algèbre su(2). Donnez-en trois utilisations.
  17. Expliquez la symétrie d'isospin, son utilité, et son extension à SU(3) saveur. En particulier, interprétez les diagrammes suivants :
    Octets.gif
  18. Commentez les diagrammes suivants : à quoi correspondent-ils, comment sont-ils construits, et que peut-on en déduire ?
    Baryondecuplet.gifVectoroctet.gif
  19. Expliquez le concept d'antiparticule.
  20. Expliquez le concept d'invariance de jauge dans le cas de l'électromagnétisme, et son extension à des groupes non abéliens
  21. Comment les interactions fortes sont-elles décrites dans le modèle standard ? Quelles en sont les principales propriétés ?
  22. Comment les interactions faibles sont-elles décrites dans le modèle standard ? Quelles en sont les principales propriétés ?
  23. Expliquez le mécanisme de Higgs.
  24. Expliquez comment la violation CP a été découverte, et comment on la prend en compte dans le modèle standard.
  25. Expliquez le concept d'oscillations de neutrinos, et comment elles ont été découvertes.

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