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

7 semaines
du 28 novembre 2016 au 16 janvier 2017

Aucun prérequis n’est nécessaire

2 à  3 heures / semaine

Gratuit

Certification (optionnelle et payante : 45€)
Diplôme délivré par l’Université de Genève et Coursera. Le certificat est accessible en ligne et hébergé par Coursera.

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.

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

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