DE L'ELECTROMAGNETISME A L'ELECTROFAIBLE. Monopôles magnétiques

Cet ouvrage s'adresse aux étudiants de niveau master ou doctorat ayant quelques notions d'analyse tensorielle et de mécanique quantique, matières habituellement enseignées à l'Université à ce niveau. L'auteur a tout d'abord exposé de façon synthétique l'électromagnétisme que nous appellerons "classique" dans ses différentes approches, vectorielle, tensorielle ou géométrique en insistant sur l'invariance de jauge dans son aspect classique ou quantique. L'objectif est de faire comprendre comment la physique moderne a abouti à une description unifiée de l'interaction électromagnétique et de l'interaction faible. SOMMAIRE INTRODUCTION. Chapitre I - De l'électricité et du magnétisme. à l'électromagnétisme. 1. Champ et potentiel électrique - 2. La loi de Poisson - 3. Dipôle électrique - 4. Corps diélectriques - 5. Courant électrique - 6. Dipôle magnétique - 7. Aimant permanent - 8. Effet magnétique d'un courant - 9. Les lois de Biot-Savart, Ampère et Lorentz - 10. Induction électromagnétique - 11. Courant de déplacement. Chapitre II - L'électromagnétisme. 1. Formulation vectorielle - 2. Formulation tensorielle - 3. Formulation lagrangienne - 4. Les équations de Maxwell en algèbre extérieure - 5. Transformation de jauge en mécanique quantique - 6. L'effet Aharonov-Bohm. Chapitre III - Les monopoles magnétiques. 1. Pourquoi des monopoles magnétiques ? - 2. Potentiel vecteur d'un monopole magnétique - 3. Particule chargée dans le champ magnétique d'un monopole - 4. Quantification du produit des charges électrique et magnétique - 5. Le dyonium - Appendice 1 : Mouvement d'une particule chargée dans le champ magnétique d'un monopole. Chapitre IV - Théorie des champs. 1. Théorie des champs classiques - 2. Quantification canonique. Chapitre V - Champs de jauge. 1. Invariance de jauge globale et théorème de Noether - 2. Invariance de jauge locale - 3. Champs de jauge non-abéliens - 4. Champs de Yang-Mills - 5. Monopole d'un champ de jauge non-abélien - 6. Monopoles non-abéliens - 7. Interprétation géométrique de l'invariance de jauge locale - Appendice 2 : Eléments de théorie des groupes. Chapitre VI - Introduction à la dynamique quantique. des champs. 1. L'électrodynamique quantique (QED) - 2. La Chromodynamique Quantique (QCD). Chapitre VII - Le modèle standard minimal de l'interaction électrofaible. 1. L'interaction faible - 2. Densité lagrangienne dans le modèle standard - 3. Courants chargés - 4. Courant neutre - 5. Introduction des courants hadroniques. Chapitre VIII - Brisure spontanée de symétrie. et création de masse. 1. Le modèle de Goldstone - 2. Mécanisme de Higgs - 3. Brisure spontanée de symétrie dans le modèle standard - 4. Masse des bosons intermédiaires - 5. Masse des fermions - 6. Vers une Théorie de Grande Unification. Chapitre IX - Les monopoles magnétiques existent-ils ? 1. Conditions d'existence - 2. Masse des monopoles magnétiques de t'Hooft et Polyakov - 3. Masse des monopoles d'un champ de jauge non-abélien - 4. Les recherches expérimentales des monopoles. Bibliographie. Index