Une question, faite de deux sous-questions sur chacune des parties du cours, sera tirée au sort parmi les suivantes :
1.a) Définissez la section efficace de diffusion de Rutherford, et expliquez les principales étapes de son calcul.
1.b) Comment les interactions faibles sont-elles décrites dans le modèle standard ? Quelles en sont les principales propriétés ?
2.a) Quelles sont les hypothèses du modèle de Gamow de la désintégration [math]\displaystyle{ \alpha }[/math], et quelle est l'énigme qu'il résoud ? Comment peut-on estimer simplement l'ordre de grandeur du résultat ?
2.b) Définissez le groupe de Lie SU(2) et son algèbre su(2). Donnez-en trois utilisations.
3.a) Quelles sont les différences entre les désintégrations [math]\displaystyle{ \alpha }[/math] et [math]\displaystyle{ \beta^- }[/math] ? Quelles sont les hypothèses de la théorie de Fermi et quels en sont les principaux résultats ?
3.b) Comment les interactions fortes sont-elles décrites dans le modèle standard ? Expliquez trois de leurs principales propriétés.
4.a) Décrivez les différentes formes de désintégration [math]\displaystyle{ \beta }[/math]. Quels sont les noyaux qui sont instables à cause de ces désintégrations ? Quel est le processus qui en est la cause ?
4.b) Donnez trois exemples de groupes continus, et de leurs utilisations en physique.
5.a) Quels sont les mécanismes de base de la fission nucléaire? Quels sont les noyaux fissiles, et pourquoi? Quelles sont les propriétés des noyaux filles?
5.b)Expliquez le concept d'oscillations de neutrinos, et comment elles ont été découvertes.
6.a) 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 ?
6.b) Quelles sont les particules présentes dans une maison ? Comment ces particules interagissent-elles, quelle est leur origine et quels sont leurs nombres quantiques ?
7.a) Quelles 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 ?
7.b) Expliquez le concept d'invariance de jauge dans le cas de l'électromagnétisme, et son extension à des groupes non abéliens.
8.a) Expliquez le fonctionnement d'un accélérateur électrostatique, et d'un accélérateur résonant. Expliquez pourquoi le faisceau d'un synchrotron est stable, et quelles sont les méthodes utilisées pour concentrer un faisceau.
8.b) Qu'entend-on par étrangeté ? Comment cette propriété a-t-elle été découverte et interprétée ?
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