PHY361 - Mécanique quantique (2018-2019)

La mécanique quantique est probablement une des aventures intellectuelles les plus fertiles de l’humanité. Elle a permis de déterminer la structure des noyaux, des atomes, des molécules, d’élucider la nature de la lumière, et elle constitue un outil indispensable pour comprendre la physique moderne, des particules élémentaires jusqu'aux étoiles et au Big Bang. Son impact économique est tout aussi important : la plupart des produits de haute technologie (électronique, lasers et optronique, nanotechnologies, télécommunications) sont directement issus de concepts quantiques.

Le but du cours PHY311 est de proposer à l'ensemble des élèves une initiation à la mécanique quantique et à quelques unes de ses applications. Il traitera d'abord de la mécanique ondulatoire. Après avoir présenté les bases de la théorie, on étudiera quelques problèmes à une dimension, comme le mouvement d’une particule dans un puits carré et l’oscillateur harmonique. Cela permettra de dégager la notion d'état quantique et d’introduire les principes généraux de la mécanique quantique en utilisant le formalisme de Dirac. Le fonctionnement des masers et la cryptographie quantique serviront d’illustration à ces principes. Ce cours aura des liens étroits tant avec le cours de mathématiques qu'avec celui de probabilités.

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  Référence bibliographique :
  Mécanique quantique par Jean-Louis Basdevant et Jean Dalibard (2002).
  
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Ouvrage disponible auprès des Editions de l'Ecole Polytechnique.

Langue du cours : Français

Credits ECTS : 5

PHY430 - Physique quantique avancée (2018-2019)

Le cours de physique quantique avancée a pour objectif d’approfondir le cours d’introduction à la mécanique quantique de première année, en terminant notamment l’apprentissage de l’ouvrage de Jean-Louis Basdevant et Jean Dalibard.

Les élèves disposeront à l’issue du cours des notions nécessaires sur les processus dépendant du temps et sur des systèmes tridimensionnels comme atomes et molécules pour pouvoir mieux aborder diverses applications fondamentales ou technologiques de la physique quantique.

Contenu détaillé : rappels des principes de base ; symétrie en physique quantique (invariance par rotation et par translation); particule dans un champ magnétique; méthodes d’approximation (variations, perturbations stationnaires, perturbations dépendant du temps) ; particules identiques et principe de Pauli ; moment cinétique ; atome d’hydrogène ; couplage de deux spins 1/2 et horloges atomiques; applications.

Evolution par rapport aux années précédentes

Langue du cours : Français

Credits ECTS : 5