Ce deuxième module traite de la physique nucléaire et de ses applications. Il s'agit d'un module plutôt autonome. Si votre intérêt principal est la physique nucléaire, vous serez bien servi. Vous remarquerez qu'il s'agit d'un module assez conséquent, nous vous recommandons de prendre deux semaines pour l'assimiler. A la fin de ce module, nous visiterons le Tokamak de l'Ecole Polytechnique Suisse de Lausanne et la centrale nucléaire de Beznau, la plus ancienne encore en activité. Cela vous permettra de mieux comprendre les applications de la physique nucléaire pour notre approvisionnement en énergie.

Dans ce module, nous traitons les faits de base concernant l'accélération et la détection des particules. Il s'agit d'un module plutôt autonome. Si vous vous intéressez principalement à l'accélération et à la détection des particules, vous serez bien servi. Vous remarquerez qu'il s'agit d'un module assez conséquent, nous vous recommandons de prendre deux semaines pour l'assimiler. Nous présentons l'accélération électromagnétique et la focalisation des faisceaux de particules et montrons comment elles sont utilisées dans le complexe d'accélérateurs du CERN. Nous décrivons comment les particules chargées et les photons interagissent avec la matière et comment ces interactions sont utilisées pour détecter les particules et mesurer leurs propriétés. Enfin, nous montrons comment les détecteurs de particules modernes utilisent les synergies entre les différentes méthodes de détection pour obtenir des informations exhaustives sur l'état final des collisions de particules.

Nous entamons maintenant une série de trois modules consacrés aux trois forces fondamentales décrites par le modèle standard de la physique des particules. Dans ce quatrième module, nous entrons dans les détails des propriétés des interactions électromagnétiques. Nous discutons du spin et de la manière dont il intervient dans les mesures. Enfin, nous donnons quelques exemples de processus électromagnétiques de base afin d'en souligner les caractéristiques communes. Vous remarquerez que le défi intellectuel et le niveau de description mathématique augmentent quelque peu au fur et à mesure que nous avançons. C'est pourquoi nous vous rappelons d'abord comment décrire l'intensité d'une réaction à l'aide de la section efficace et du taux de désintégration et comment construire un diagramme de Feynman.

Dans ce module, nous abordons la structure des hadrons et les propriétés des interactions fortes. Nous commençons par expliquer comment la diffusion des électrons sur les nucléons permet de connaître la structure interne de ces baryons. Pas à pas, nous vous conduisons de la diffusion élastique à l'excitation de résonances, jusqu'aux processus inélastiques profonds. Vous découvrirez ainsi les concepts de facteurs de forme et de fonctions de structure et ce qu'ils nous apprennent sur la structure des hadrons. Nous discutons ensuite de la physique sous-jacente et apprenons à connaître la couleur et les caractéristiques étranges des interactions fortes, telles que la liberté asymptotique et le confinement.

Dans ce 6ème module, nous abordons les interactions faibles et le mécanisme de Higgs. Vous remarquerez que ce module est à nouveau plus important que la moyenne. Ceci est dû à la richesse de la phénoménologie des interactions électrofaibles. Nous vous recommandons de prendre 2 semaines pour assimiler le contenu. Avant d'entrer dans le vif du sujet, nous approfondissons dans cette première vidéo le sujet des antiparticules. Nous aborderons ensuite les transformations discrètes de la charge, de l'espace et de l'inversion du temps. Les interactions faibles sont introduites, expliquant la charge faible (appelée isospin faible) et des exemples de désintégrations et d'interactions. Les propriétés des bosons W et Z sont détaillées. Les sections efficaces extrêmement faibles des interactions des neutrinos avec la matière sont discutées. Dans la dernière partie du module, nous expliquons comment le mécanisme de Higgs empêche les particules de se déplacer à la vitesse de la lumière, et les propriétés du boson de Higgs associé.

Dans ce 7e module, Anna aborde la recherche de nouveaux phénomènes, au-delà des phénomènes connus décrits par le modèle standard et abordés dans les modules précédents. Nous vous rappellerons pourquoi nous pensons que le modèle standard est incomplet et que de la nouvelle physique doit être ajoutée. Nous expliquerons comment les données des collisionneurs de hadrons sont rendues utilisables pour les recherches. Enfin, nous discuterons d'exemples, répartis dans les deux catégories, en fonction de la manière dont les nouveaux phénomènes pourraient se manifester.