Maîtriser le nucléaire. Sortir du nucléaire après Fukushima, 2e édition revue et augmentée

Les problèmes de Mécanique Quantique que l'on trouvera dans ce recueil correspondent à des sujets d'examens posés à l'Ecole Polytechnique dans les années 1980-1995. La nature de ces examens, qui sont pris en compte dans un concours de sortie, oblige les enseignants de cette Ecole à concevoir et construire, chaque année, des sujets qui n'existent pas dans la littérature (la même obligation qu'à l'agrégation). Il s'agit donc d'un ensemble de problèmes complètement originaux dans leur thème et leur contenu. Tous ces problèmes consistent en une mise en application des principes de la mécanique quantique sur des situations expérimentales, ou des applications concrètes, pour la plupart très récentes, comme le problème des "chatons" de Schrödinger, la cryptographie quantique, les expériences d'Alain Aspect sur les inégalités de Bell, ou les excitons magnétiques dans les chaînes de spins. Ces problèmes, de difficulté comparable, sont classés en fonction du degré d'avancement dans un cours de structure classique. Les problèmes 1 à 6 portent sur les principes généraux de la mécanique quantique et ses premières applications ; les problèmes 7 à 10 sur la physique atomique et le moment cinétique ; les problèmes 11 à 21 incorporent le spin 1/2 ; les problèmes 22 à 24 traitent des probabilités de transition. Au début de l'ouvrage, figure un formulaire qui définit les notations utilisées et rappelle les formules de base. SOMMAIRE 1. Molécule diatomique instable. 2. Centres colorés dans les cristaux ioniques. 3. Oscillations des neutrinos. 4. Formation de l'hydrogène moléculaire interstellaire. 5. Le chat de Schrödinger. 6. Ions moléculaires colorés. 7. Désintégration d'un atome de tritium. 8. L'atome d'hydrogène en champs électrique et magnétique croisés : quantification de Pauli. 9. Le défaut quantique des niveaux de Rydberg du sodium. 10. Résultats exacts sur le problème des trois corps. 11. Analyse d'une expérience de Stern et Gerlach. 12. Mesure de l'anomalie de moment magnétique de l'électron. 13. Interférométrie de neutrons. 14. Piège de Penning. 15. La cryptographie quantique. 16. Mécanique quantique, variables cachées et inégalités de Bell. 17. Structure hyperfine en résonance de spin électronique. 18. Induction du principe de Pauli. 19. Spectre du Positronium. 20. Excitons magnétiques. 21. La méthode de rotation de spin des muons positifs. 22. Lasers moléculaires. 23. Perte d'énergie d'une particule ionisée passant dans la matière. 24. Mesure spectroscopique sur un jet de neutrons

Résumé : Cet ouvrage fait suite au cours d'Introduction à la physique quantique, rédigé par le même auteur. Il s'adresse aux étudiants en troisième année de Licence et en Master de physique ainsi qu'aux élèves des écoles d'ingénieurs. Il a pour but de décrire les applications importantes de la physique quantique en se focalisant principalement sur la physique atomique, la physique nucléaire et la physique des semiconducteurs. Pour tester la bonne assimilation du cours, chaque chapitre se termine par des exercices et des problèmes corrigés. Ces derniers, plus avancés et plus complets, sont de véritables cas concrets d'application portant sur des sujets d'actualité.

Si l'on demande à un passant de citer une formule de physique, il y a de grandes chances qu'il réponde E = mc2. Pourtant, la formule E = hv proposée la même année 1905 par le même Einstein le touche de beaucoup plus près téléphones portables, ordinateurs personnels, carte électronique dans les automobiles, etc., toutes ces technologies dérivent directement de la mécanique quantique ; 30 % du produit national brut des pays industrialisés proviennent de ses dérivés ! Toute la physique est quantique, des particules élémentaires aux étoiles et au big-bang en passant par les semi-conducteurs. Cette théorie est certainement l'un des acquis majeurs de l'esprit humain. Mais elle est subtile. On n'arrive à l'exprimer complètement qu'avec le langage mathématique, ce qui semble très frustrant pour le commun des mortels. C'est un tort, car ce qui est subtil, mais explicable, c'est bien la physique, et non les mathématiques, qui sont une affaire de professionnels. Même pour un physicien, la mécanique quantique a posé et pose toujours problème sur son interprétation. L'homme a fait là une superbe construction intellectuelle qui lui échappe un peu! " J.-L. B.

Ce manuel de physique consacré aux principes variationnels intègre les développements les plus récents en recherche fondamentale. Il est complété par de nombreux appendices traitant d'applications simples (ex. mécanique, pratique du sport, économie ou bien sismologie). Présents dans tous les domaines de la recherche en physique, les principes variationnels ont la double caractéristique d'être universels et de montrer que leurs lois peuvent être énoncées comme résultant de "situations d'équilibre optimales" entre causes en conflit. Ils présentent les phénomènes naturels comme des problèmes d'optimisation sous contraintes (ex. le principe de monde action). Ils ont produit des résultats physiques de plus en plus riches dont beaucoup sont à la base de la physique et de l'astrophysique contemporaine. Rédigé pour les étudiants en Masters de Physique et de Physique-chimie ainsi que pour les élèves des écoles d'ingénieur, cette 4e édition totalement refondue, s'enrichie encore des tous derniers développements du domaine dont le plus marquant est la détection des ondes gravitationnelles en septembre 2014 (prix Nobel. en 2017). Sommaire : 1. Le principe physique "d'économie naturelle" - 2. Principes variationnels - 3. La mécanique analytique de Lagrange - 4. Formalisme canonique d'Hamilton - 5. Action, optique, Equation d'Hamilton-Jacobi - 6. Théorie lagrangienne des champs - 7. Mouvement dans un espace courbe - 8. La phase et le principe de Feynman - 9. Les ondes gravitationnelles - Solutions des exercices - Bibliographie - Index