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

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

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

Par sa puissance analytique, la physique quantique a changé l'ordre de grandeur de ce qui était concevable dans la science et la technologie. Ses développements pratiques sont une révolution dans l'histoire de l'humanité, qui multiplie la puissance de l'esprit comme la révolution industrielle du XIXe siècle avait multiplié la force de l'homme. Ces progrès modifient profondément l'ensemble de la vie économique, sociale et politique. En optoélectronique, les électrons cèdent la place aux photons qui recueillent et transmettent l'information directement sur les composants quantiques des microcircuits. Concevoir, fabriquer et faire fonctionner de tels dispositifs passe nécessairement par la physique quantique et le problème nouveau des métiers quantiques. L'inattendu réside dans les états quantiques intriqués, systèmes capables d'agir instantanément à distance. Ils ont engendré depuis 1990 une "seconde révolution quantique". L'information quantique, qui repose sur la téléportation, la cryptographie et l'ordinateur quantique, découle directement de l'intrication quantique. Ses développements, imposants par leurs applications et par leurs objectifs, ont entrainé des investissements mondiaux de milliards d'euros ! Etonnamment, leur racine se trouve dans des questions purement intellectuelles soulevées par Einstein en 1935, et façonnées par quelques orfèvres comme John Bell. Une explosion technologique s'est produite à la suite de résultats conçus pour trouver une réponse à la question : Comprendrons-nous la mécanique quantique ? Très illustré, ce livre expose dans un style vivant la théorie-mythe de la science moderne de telle façon que l'on est sans cesse tenu en haleine par les exemples et les anecdotes. L'exposé est progressif. Chaque phrase est courte, dans le style des leçons que les étudiants allaient suivre dans l'amphithéâtre.

Ce manuel contient les techniques mathématiques indispensables au maniement de la mécanique quantique: son apprentissage aussi bien que sa pratique. Composé de cinq chapitres, il couvre le programme suivant: les probabilités, la théorie des distributions, l'analyse de Fourier, l'analyse hilbertienne et quelques exemples utiles de fonctions spéciales. Le niveau est celui de la licence et du mastère de physique, le langage, celui des étudiants de physique et chimie d'aujourd'hui. Le but de l'auteur est la clarté et l'efficacité. Il présente les concepts et les résultats dans une langue aussi simple et aussi juste que possible au plan mathématique tout en restant digeste pour les applications. A l'appui de cas concrets, il souligne les points de rigueur mathématique qui ne sont traités que dans les ouvrages spécialisés. Outre sa dimension modeste, ce petit livre présente plusieurs avantages car, récent, simple et concis, il contient aussi quelques exercices. Il est rédigé par un professeur de l'Ecole polytechnique dont les manuels, tous traduits en anglais (Springer), constituent la référence actuelle en physique quantique. Biographie de l'auteur Ancien élève de l'Ecole normale supérieure, professeur honoraire de l'Ecole polytechnique où il a présidé le département de physique pendant douze ans, directeur de recherche honoraire au CNRS, Jean-Louis Basdevant est spécialiste de physique théorique des particules élémentaires, de théorie quantique des champs et d'astrophysique.