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1 Table des matières Table des matières Introduction... 3 Chapitre 1. La physique des particules et le concept de matière La matière selon Descartes, Leibniz et Newton La matière et l énergie L énergie de masse La matière quantique Chapitre 2. Les débuts de la théorie atomique moderne de la matière Dalton La loi périodique des éléments de Mendeleiev Le commentaire de Marie Curie Chapitre 3. Le photon lumineux De l optique géométrique à l expérience de Foucault La vitesse de la lumière étudiée par Römer en La nature de la lumière L optique de Newton L optique de Huygens La découverte des interférences par Young La découverte de la polarisation Fresnel et la diff raction La vitesse de la lumière dans la théorie de l émission corpusculaire et dans la théorie ondulatoire La théorie électromagnétique de la lumière de Maxwell Chapitre 4. Les découvertes relatives au photon de 1895 à La découverte des rayons X Les rayons cathodiques à l origine de la découverte des rayons X Le processus de création des photons X dans l expérience de Röntgen...85

2 LE MODÈLE STANDARD DE LA PHYSIQUE DES PARTICULES 4.2. Le quantum d action de Planck, Les quanta de lumière d Einstein Les découvertes ultérieures à 1896 relatives aux rayons X Chapitre 5. La découverte de l électron La découverte expérimentale de l électron Des rayons cathodiques à la découverte de l électron La détermination du rapport de la charge à la masse de l électron par J. J. Thomson en Chapitre 6. La radioactivité et les rayonnements α, β et γ La découverte de la radioactivité naturelle par H. Becquerel La découverte du polonium et du radium par Marie Curie Découverte des rayonnements α et β et de la loi de décroissance de la radioactivité Découverte des rayonnements α et β La loi de la décroissance radioactive L identité des rayons β et des électrons La découverte des rayons γ L évaluation de l énergie rayonnée par les radioéléments La cause et la nature de la radioactivité La radioactivité induite La cause de la radioactivité Chapitre 7. La découverte du proton par Rutherford Modèle de l atome de Rutherford en La première réaction nucléaire, Chapitre 8. Les antiparticules, les rayons cosmiques et la découverte du positron L équation de Dirac et les antiparticules La découverte des rayons cosmiques La découverte du positron Chapitre 9. L effet Compton La découverte de l effet Compton La formule de la diffusion Compton Chapitre 10. Le spin L expérience de Stern et Gerlach Le spin et le principe de Pauli

3 DE L ÉLECTRON AU BOSON DE HIGGS Spin nucléaire et moment magnétique nucléaire Les conséquences de l expérience de Stern et Gerlach Chapitre 11. La dualité onde-corpuscule Chapitre 12. L électrodynamique quantique Les travaux de P. A. M. Dirac La mécanique des q-nombres Les équations de Dirac de la mécanique quantique L électron relativiste L équation de Klein-Gordon Développement de Fourier La deuxième quantification La théorie quantique des champs et la renormalisation Les graphes de Feynman La technique d intégrale de chemins L éther de Dirac Chapitre 13. La théorie de Fermi de la radioactivité β Chapitre 14. Le spectre du rayonnement β et le neutrino Les expériences de Hahn, Meitner et Otto von Baeyer Les démonstrations de Chadwick et d Ellis Pauli propose l existence du neutrino Le neutrino de Majorana Connaissances actuelles concernant les neutrinos Chapitre 15. La découverte du neutron Les contributions d Irène Curie et de Frédéric Joliot La découverte du neutron par Chadwick Chapitre 16. Rappels de mathématiques et de physique Quadrivecteurs Le lagrangien L hamiltonien Les crochets de Lagrange, de Poisson et de Dirac Les groupes Les théories de jauge La relativité restreinte Les travaux initiaux de H. A. Lorentz Les travaux de Poincaré

4 LE MODÈLE STANDARD DE LA PHYSIQUE DES PARTICULES Les formules de la relativité restreinte et la formule d addition des vitesses dans les travaux de Poincaré La publication des Rendiconti La première publication d Einstein sur la relativité restreinte Comparaison des formalismes de Poincaré et d Einstein Les formules de la relativité restreinte L espace-temps en relativité restreinte Chapitre 17. La théorie de Yukawa Les interactions nucléaires La découverte expérimentale du pion et du muon La découverte du Kaon Chapitre 18. L étrangeté Chapitre 19. La théorie de Yang et Mills et les théories de jauge La symétrie des lois physiques La violation de parité dans les interactions faibles Rappels concernant les équations de Schrödinger et de Klein-Gordon et les invariances de jauge globale et locale La théorie de Yang et Mills Chapitre 20. La voie octuple, et les quarks Hadrons et Baryons La voie octuple La découverte de l Ω Les quarks Chapitre 21. La formulation complète de l interaction faible et la découverte des bosons W et Z La force faible Les bosons intermédiaires massifs Constante de couplage de l interaction faible Chapitre 22. Les autres quarks : c, b, t Le méson J/Ψ et le quark c Les cinquième et sixième quarks Chapitre 23. La découverte du lepton tau Chapitre 24. Chromodynamique quantique, théorie de l interaction forte (1973), découverte du gluon (1979) La théorie de l interaction forte

5 DE L ÉLECTRON AU BOSON DE HIGGS Le gluon La découverte expérimentale du gluon Chapitre 25. Découverte de neutrinos massifs Chapitre 26. Le mécanisme de Brout-Englert-Higgs Brisure spontanée de symétrie La conjecture de Goldstone La génération de la masse Les recherches expérimentales et la découverte d un boson dont les caractéristiques sont compatibles avec le modèle standard Les résultats des expériences ATLAS et CMS du LHC au CERN Le faux vide Chapitre 27. Les interactions Caractéristiques des quatre interactions Les constantes de couplage des différentes interactions L interaction électromagnétique La gravitation La théorie newtonienne de la gravitation La gravitation relativiste Chapitre 28. Au-delà du modèle standard La supersymétrie La supersymétrie et la cosmologie Énergie du vide et énergie noire La matière noire Supersymétrie et matière noire La GUT (Théorie de grande unification) Cordes, supercordes et gravitation quantique Chapitre 29. Les limites du modèle standard Bibliographie