Descriptif

Ce cours présente de façon détaillée la théorie de la Relativité Générale d'Einstein. La démarche est progressive, elle aboutit à établir les équations d'Einstein et à étudier plusieurs applications de cette théorie à la physique des trous noirs et principalement à la cosmologie. La physique microscopique est née au début du vingtième siècle. Elle a révolutionné la société par la compréhension qu'elle a apporté sur la structure de la matière et les interactions fondamentales. Elle a engendré d'innombrables applications et retombées techniques : l'énergie nucléaire et les accélérateurs de particules pour la médecine et les sciences des matériaux en sont des exemples emblématiques.

La physique des particules et la physique nucléaire représentent des enjeux de société importants, à la fois culturels par la vision du monde qu'elles proposent, économiques par les produits qui en dérivent, et de rapprochement des nations à travers de très nombreuses collaborations internationales. Le cours évoluera sans cesse entre le point de vue physique renouvelé sur l'Univers que permet la Relativité Générale et l'élaboration du bagage mathématique nécessaire à la description relativiste covariante de notre continuum espace-temps-matière. Il permettra de mettre en évidence le lien profond entre la physique moderne et la géométrie et resitue quelque peu les développements de physique fondamentale de l'Univers par rapport aux conceptions philosophiques sous jacentes.

La physique est avant tout une démarche et une méthode. Elle définit un langage pour décrire les phénomènes naturels. Elle propose des modèles ou des théories pour les organiser, comprendre leurs relations et prédire leur occurrence. Elle repose sur l'expérimentation et la mesure, ses acquis sont universellement partagés et sont toujours en évolution

Le cours est une introduction détaillée de la physique des particules et de son modèle standard. On abordera aussi quelques notions de base de physique nucléaire et on donnera quelques exemples d'utilisation de la physique corpusculaire. Le cours s'appuie sur les cours de mécanique quantique, de relativité restreinte et de théorie des champs classiques.

Le cours comprend dix séances de trois heures, chaque séance intégrant cours et exercices. Beaucoup des calculs du cours seront abordés comme des exercices. Suivant le nombre d'étudiants inscrits, l'évaluation pourra être une combinaison d'un examen écrit, d'un contrôle continu, et d'exposés portant sur des sujets au choix.