Assignatures UB:
Dossiers masters PXI:
1r Semestre
Fisica atomica: PhysF-402A - Atoms and Molecules - Ph.Bréchignac
Lectures : 26 h. TD : 26 h. (6 ECTS)
- Atom structure : Hydrogen atom. Orders of magnitude. Many-electron atoms. Central-field
model. Electronic configurations. LS coupling. Emission and absorption. Electric-dipolar
radiative transitions. X-rays.
- Effects of external fields : Zeeman effect in strong and weak fields. Polarised transitions.
Magnetic resonance. Optical detection. Stark effect.
- Diatomic molecules : Electronic structure of H2. Many-electron molecules. Vibration and
rotation. Electric-dipolar radiative transitions.

2n Semestre

  • PhysF-467B - Diffraction and structure of the matter – Y. Garreau , M.Zeghal (6 ects)

- Diffraction and structure of the matter: atomic structure and symmetries in a crystal diffraction
physics: X-rays and neutrons ;techniques of determination of crystalline structures ; observation
of magnetic transitions by diffraction; diffraction through disorganized structures; presentation of
the large instruments (synchrotrons, source of neutrons)
- Practical work: 2 about X-rays interaction with the matter and 2 about X-rays diffraction by

Nuclear i particules: PhysF-405B - Nuclei and Particles - C. Augier
Lectures : 26 h - TD : 26 h - (6 ECTS)
- Borer of nuclei and particules : nuclear collisions, kinematics, Q-value, energy spectra .
- General characteristics of nuclei : mass, binding energy, splittings
- Scattering, cross section, Rutherford scattering, electron scattering, form factor, nuclear size,
nucleon-nucleon interaction : isospin, interaction potential.
- Nucleus models : Fermi gas model, shell model, isospin in nuclei, magnetic moments. Collectives
- Particule phenomenology : Leptons, pions, resonances, strange particles, K0 -K0system.
Intermediate bosons. Symmetries and conservation laws.
- Elementary components. Particle classification: leptons and hadrons. Interactions.
- Deep inelastic scattering, quark model, notion of colour.

Electronica fisica: PhysF-362B- Analogic electronics – F. Devos (4 ECTS)
Analogic electronics. Semi-conductor disposals: PN junction, bipolar transistor, field effect
transistor. Amplifiers integrated circuits, operational amplifiers, microprocessors, interfacing.

1r Semestre
Plasmas - J. M. Rax
Lectures : 13 h - TD : 13 h - (3 ECTS )
-Fields, particules, plasmas : Spatial, discharge and thermonuclear plasmas - Plasma parameter.
-Elementary process and characteristics scales : Debye’s length, Londron and Kelvin’s length,
Langmuir’s frequency, ionic acoustic speed, Alfven’s speed, Larmor’s radius, Bennett and
Brillouin’s conditions, drifts, invariants, collisions, electric and magnetic drifts, ponderomotrice
strength, adiabatic invariants, resonances, momentum transferts, diffusion, friction, slowing.
-Waves, instabilities, chaos : dispersion, resonances, cuts, electronic modes, ionic modes, fluides
instabilities, chaos, cinetic instabilities.
-Non linear electrical structures : mobility, diffusion, ambipolar diffusion, Child-Langmuir’s flow,
sheath, acoustic solitons, non linear magnetic structures, magnetohydrodynamics , magnetic
diffusion, ideal MHD : Alfven’s theorem, MHD equilibria, heliticity, Woltjer’s theorem, MHD
S'ha de fer fluid mechanics?

Hist201 Histoire des sciences
2.5 ECTS, volume horaire: 25h CM:9 TD:16 , responsable : Hélène Gispert
Objectifs :
L'objectif de cet enseignement est de conduire tous les étudiants à exercer leur réflexion sur les sciences en s'appuyant sur leur histoire. On cherchera à faire saisir les dynamiques, au cours de l'histoire, de la construction des savoirs et des pratiques scientifiques, leurs enjeux tant épistémologiques que sociaux, tout en étant attentifs à la résonance contemporaine d'un tel enseignement. Cela conduit à recourir à une maquette qui permette d'engager effectivement les étudiants dans une telle réflexion critique ; celle-ci combinera enseignements magistraux et conduite en TD d'un projet de réalisation de poster sur un sujet donné.
Résumé :
- Cours magistraux (I): Grands moments, grandes ruptures en histoire des sciences (Antiquité : Babylone-Egypte, Grèce ; Monde arabe ; XVIIe et Révolution scientifique)
- Travail sur dossier avec finalisation poster en séances de TD sur un dossier proposé par les enseignants relevant d'un des 4 thèmes : révolution scientifique et rupture épistémologique, interactions entre disciplines, acteurs et institutions, expériences et instrumentation.
- Cours magistraux (II) : Retour sur l'histoire de champs disciplinaires : questions épistémologiques
1r semestre?

2n Semestre

PhysF-367B – Epistemology – D. Hirondel (4ECTS)
Fundamental interactions physics: paradigm of quantum mechanics in particles physics,
electromagnetic interaction plays a privileged role as well as from an experimental point of view
as from a theoretical one. The course of this year focus on showing, from a point of view of ideas
historical movement in Physics, this role in unification of rational mechanics, in the revolution
triggered by relativity and quanta, and in the elaboration of the standard model.

PhysF-462B - Complex and collective physical phenomenons - J.JLabarthe, F.Van Wijland (6ECTS)
Cellular automatons , life game , computer complexity measure , application to the cryptography ,
phenomenological classification of Wolfram , applications to different models
Models of gases on nets , motivation , microscopic dynamics , macroscopic limit , Chapman-
Enskog equations and hydrodynamics.
Hydrodynamic instabilities , spatial instabilities : analysis in proper modes , surface
phenomenons , convection , digitisation , temporal instability turbulence , Kolmogorov’s statistic
approach , invariance of scales.
Reaction-diffusion systems
Notion of stochastic reversibility , stationary states , phase diagram , equilibrium and out of
equilibrium dynamics , application to the model of diseases propagation.
Curie-Weiss theory , diagrammatic developments , Landau’s classification of phase transition of
the second order, universality , Wilson renormalisation group.

  • PhysF-366B – Groups theory and symmetries applied to physics. – A. Valance (4 ECTS)

General properties of groups. Groups’ representation. Irreducible representations.
Continuous groups. Applications to Physics.

1r Semestre
PhysF-455A - Biology and physics for the vivant I . F.Briki , L.Rabinow (6 ECTS)
- Genetics
Mendel laws, polymorphism , origin and nature of the mutations
Genetic card. Cytogenetics . Sex determination.
Transposable elements and retrovirus . Molecular genetics, techniques of genetic genie .
Genomes projects.
Genetics of the populations.
- Structural biology
Nucleic acids structure
Structure and function of proteins
DNA-protein interaction
- Synchrotron radiation and its use in biology
Synchrotron radiation and bios objects; RS production
Imagery techniques (X, IR, phase contrast , tomography …)
Examples : study of the hair , cell study
The limits : damaging under beam.
- Diffusion and diffraction of X-rays in biology
Diffusion and diffraction. Biocrystallography : from crystal to structure
Diffraction per biologic fibbers : example of diffraction by prion fibbers and fibbers from the
Diffusion per a solution of macromolecules : example of X-rays diffusion at little angles for the
study of the kinetic of virus swelling under calcium extraction
Membranes biophysics.

PhysF-454A - Nanotechnologies - O.Stephan (6 ECTS)
- Nanoelectronics (16h)
course (4h): generalities about the treatment of information. Locking structures of Coulomb :
theory and realisation’s processes.
Practical work and tutorial classes (12h): realization of locking structures of Coulomb in white
room and electrical characterization. Simulation of the electrical results.
- microscopy of close field (16h)
course (8h): principles and functioning modes of tunnel effect microscopes (STM) and atomic
force (AFM) , image and spectroscopic modes
Practical work (8h): using of a tunnel effect microscope , atomic images acquisition and tunnel
spectroscopy on a graphite surface.
- electronic microscopy (16h)
Practical work (8h): synthesis of nano-objects (nanotubes ,fullerene ,aggregates ) and observation
in electronic microscopy in transmission (imagery and chemical analysis).
Course and tutorial classes (8h) : Principles of electronic microscopy. Application to the
interpretation of images.

PhysF-304A – Computer Science- F. Naulin
Lectures : 18 h - TD : 36 h - (6 ECTS)
- C language under UNIX on SUN.
- Algorithmic and structured programming.
- Achievement of a project in C.

P-MEC-414A Systèmes Dynamiques et Chaos
responsable : C. Dang Vu-Delcarte
intervenant : C. Dang Vu-Delcarte, L. Pastur
- Points fixes : stabilité des points fixes ; système linéarisé et valeurs propres ; fonction de Lyapunov.
- Attracteurs classiques et attracteurs étranges.
-Variétés stable, instable, centrale : orbites homocline et hétérocline ; étude locale de la variété centrale
dépendant d'un paramètre.
-Bifurcations locales de co-dimension 1 : bifurcation noeud-col ; bifurcation transcritique ; bifurcation fourche ;
bifurcation de Hopf.
- Systèmes dynamiques discrets : la section de Poincaré et la méthode de Hénon ; les bifurcations à un paramètre
- Théorie KAM
- Applications à la mécanique céleste : problème des 2 corps ; problème des 3 corps ; orbites homoclines et
hétéroclines du problème restreint des 3 corps.
Pré-requis : formulations lagrangienne et hamiltonienne.

PhysF-354A - Introduction to Biology - J. Janin, L. Rabinow (4 ECTS)
Biochemistry : protein structures, nucleic acid structure; membranes and ATP: how does a cell to
product its energy ; molecular bases of movement: mussel structure, actin and myosin.
Molecular Biology of the Cell: eucaryote and procaryote ; cell architecture: organelles,
cytoskeleton, membranes; genes expression: regulation, transcription, translating; molecular
biology techniques: clone, expression,…: DNA replication ; cellular cycle: mitoses and meioses.
Genetics : Mendel laws, polymorphism, mutations’ origin and nature; genetic card, cytogenetics;
sex determination; the evolution; genetic diseases.
Practical Works: Genetics of the Drosophile fly’s development.

PhysF-401A – Laser – J.LeygnierLaser Lectures: 12 h – TD : 12 h - (3 ECTS)
- Emission and absorption of electromagnetic radiation. : spontaneous emission, absorption and
stimulated emission. Homogeneous and inhomogeneous line broadening. Absorption and
amplification. Population inversion. Susceptibility of an amplifying medium. Saturation
- Introduction to laser theory : pumping processes. Population inversion in 3- and 4-level laser
schemes. Evolution equations of the difference of population and of the intensity in a laser
cavity. Steady regime . Output power, optimal coupling. Oscillation frequencies of a laser cavity .
Monomode and multimode , blocked , relaxed , unlatched continuous-wave working regime.
- Lasers : properties, types, applications.
Mesclada amb optica avançada

2n Semestre
PhysF-465B - Biology and physics for the vivant II – F. Briki, L.Rabinow (6 ECTS)
- Molecular biology and diseases
The genetic diseases
Scheme of the development of an animal
Cellular signal and cancer
- Practical works of genetics
- Neurology
From synapse to the nervous system
- Nuclear magnetic resonance in biology
- Molecular model
Practical works
Bio-computer and genomes’ analyse
Use of biological data banks
Molecular model

PhysF-404B - Condensed Matter Physics - M. Heritier and B. Deloche
Lectures : 26h , TD : 26 h (6 ECTS)
- Introduction to condensed matter physics. Perfect crystal structures. Reciprocal nets and diffraction
by crystals.
- Electronic structure of solids. Energy bands. Approximations methods for the bands structure.
- Insulating-conductor distinction. The semiconductors . Dia-, Para-, and Ferromagnetism.

PhysF-469B - Introduction to physical methods in medicine – G. Dupuy (4 ECTS)
Goals : The medicine appeals to several diagnostic and therapeutic methods based on the
concepts and technologies of the Physics domain. This module aims at bringing a global vision of
the different methods and it gives an introduction to the medical physics.
The course is composed of several interventions given by specialists of the domain about the
following subjects:
- waves and particles interaction with the biologic matter
- lasers and phototherapy
- biologic effects of the ultra-violet rays
- bases of the radiotherapy and the hadrontherapy
- diagnostic and therapeutic applications of ultrasounds in medicine
- bases of the medical imagery : methods and applications
The course will be completed by a project about a subject chosen by the students in this domain.

PhysF-406B – Experimental teaching 80h – (6 ECTS)
Atomic physics (24h) – Accordable colorants lasers – Frequency doubling – Magnetic resonance
Nuclear physics (40h) – Gamma spectrometry and electrons’ conversion . g-g coincidences
Angulaire correlation. Time measures by a-g coincidences.
Optics (16h) – Holography , optical fibbers , spatial filtering .

PhysF-314B – Experimental Teachings II 32h – (3ECTS)
- Atomic Physics (8h) : Zeeman effect
- Hyperfrequencies Study (8h): Waves Guides, Cavities.
- Plasmas Study (16h) : Study of Discharge and post-discharge in a plasma
No se que es exactament aixo de "Experimental Teaching"


Physique Fondamentale et Appliquée:
Jean Iliopoulos (CNRS ENS) 30h cours + 30h TD
Le cours explore la structure de la matière aux échelles infra-atomiques ; après avoir décrit les noyaux et les principes de la nucléosynthèse, il aborde la physique des particules et des constituants ultimes de la matière. Un dernier chapitre établit le lien entre l’infiniment petit et l’infiniment grand.
• Atomes et molécules ; stabilité des atomes et stabilité de la matière
• Le noyau : structure, réactions nucléaires, énergie nucléaire
• Astrophysique nucléaire et nucléosynthèse stellaire
• Des noyaux aux quarks : particules élémentaires et interactions fondamentales
• Structure de la matière et structure du vide : génération de la masse
• Encore plus petit : des particules aux cordes
• Infiniment petit et infiniment grand : particules et cosmologie

Jean-Yves Ollitrault (CEA Saclay) 30h cours + 30h TD
Le cours propose une introduction simple aux théories quantiques relativistes et à la théorie quantique des champs : théorie du spin, particules et antiparticules, création de particules, théorie du propagateur et diagrammes de Feynman.
1. Mécanique quantique relativiste :
• Particules sans spin (équation de Klein-Gordon), particules de spin 1/2 (équation de Dirac)
• Photons (équations de Maxwell) ; potentiels retardés et théorie du propagateur
2. Théorie quantique des champs :
• Rappels sur les équations de Lagrange et théorie classique des champs
• Champ de Klein-Gordon, champ de Dirac
• Champs en interaction, théorie des perturbations, diagrammes de Feynman

Bernard Derrida (Prof. Paris 6/ENS) 30h cours + 30h TD
Le cours montre les ponts qui existent entre divers problèmes de physique statistique et de biologie. Après une introduction à la biologie pour physiciens, il développe quelques thèmes de biologie auxquels les physiciens ont contribué pendant les dernières décennies.
• De la physique à la biologie : structures, code génétique
• Processus de branchement, généalogies
• Dynamique des populations, transition vers le chaos, vitesse d’un front
• Modèles d’évolution avec ou sans sélection, diversité génétique
• Réseaux de neurones, lien avec les verres de spin, mémoire associative et apprentissage
• Molécules et membranes biologiques, dénaturation de l’ADN, moteurs moléculaires

Jean-Michel Raimond (Prof. Paris 6) 15h cours + 15h TD
La mécanique quantique permet l’existence de bits quantiques ou “ q-bits ”, systèmes préparés dans une superposition de leurs états logiques. Cette propriété définit le cadre du cours qui offre une introduction aux principes de l’information quantique et un survol de leur mise en œuvre expérimentale.
• Introduction : du “ bit ” au “ q-bit ”
• L’information quantique comme illustration des principes de la mécanique quantique
• Communication quantique
• Calculs quantiques
• Décohérence et correction d’erreurs
• Réalisations expérimentales

MASTER 2 Biologie
P-NPA-503A - Théorie quantique des champs (7 ECTS)
P. Binétruy
Cet enseignement, qui bénéficie d’un grand volume horaire, introduit des outils qui seront exploités dans les autres modules : calculs des processus élémentaires dans le cours de physique des particules, seconde quantification et fonctions de Green en physique nucléaire et en physique de la matière condensée.

· Rappels : notation covariante en relativité, électrodynamique, propagation
· Mécanique quantique relativiste : particules de spin 0 et 1/2 ; photons ; calculs de processus élémentaires ; règles de Feynman
· Théorie classique des champs : formulation lagrangienne, théorème de Noether
· Théorie quantique des champs : champs libres, fonctions de Green, matrice S, développement en diagrammes, fonctionnelle génératrice

P-NPA-504A - Matière, Ordre et désordre (4 ECTS)
Douçot CNRS et Di Meglio Pr P7
Pour des raisons pédagogiques, ce cours sur la matière condensée va du désordre à l'ordre en insistant sur deux aspects ; d'une part les systèmes complexes ou mal condensés, d'autre part la notion d’excitation élémentaire, qui en tant que manifestation quantique d’un ordre microscopique sous-jacent, joue un rôle fondamental dans toutes les théories modernes de la matière condensée, ainsi qu’en physique subatomique.
· Matière molle : dispersions, surfaces molles, écoulements visqueux, polymères
· Physique du solide : notion d’excitation élémentaire, lien avec les fonctions de réponse (notamment électromagnétique) et présentation de divers états de la matière condensée (semi-conducteurs, métaux, supra-conducteurs).

P-CFP-559B / OPT 9 : Mécanique statistique de systèmes désordonnés (3 ECTS)
Introduction aux systèmes désordonnés : exemples, problèmes de moyennage, méthode des répliques, systèmes dilués, champ aléatoire.
Localisation : densité d'états, critère de localisation, système à 1 d.
Verres de spin : champ moyen, dynamique, viellissement
Polymères dirigés en milieu aléatoire : dépiégeage d'une ligne.
Modèles liés à la biologie : réseaux de neurones, apprentissage, modèles simples d'évolution;
Intervenant : B. DERRIDA, Professeur à l'ENS

P-CFP-501A / TC 1 : Mécanique quantique relativiste (6ECTS)

Rappel sur la mécanique relativiste - Electrodynamique en formulation relativiste - Groupes de Lorentz et Poincaré, représentations - Equations de Klein-Gordon et Dirac - Morceaux choisis de la théorie des groupes

Intervenants :A. BILAL, D.R. au CNRS et S. WALLON, Maître de Conférences à Paris VI

P-CFP-509A / TC 9 : Symétries, intégrales de chemin en mécanique quantique (6ECTS) :
Symétrie en mécanique quantique, méthodes semi-classiques et intégrales de
Intervenants : T. JOLICŒUR, Professeur à l’ENS, R. MULLER

P-CFP-508A / TC 8 : Théorie des champs, équation de Dirac (6ECTS)
Théorie classique des champs, quantification canonique des champs libres,
développements perturbatifs, électro-dynamique quantique, rôle des symétries
en théorie des champs et en physique des particules, introduction aux théories
de jauge.

P-CFP-556B / OPT 6 : Théorie des cordes 2s (3 ECTS)
Introduction à la théorie des cordes. Cordes bosoniques et fermioniques, du point de vue de la
quantification canonique ainsi que de l'intégrale fonctionnelle. Les différents modèles des cordes
supersymétriques et leurs spectres (types I, II a et b, corde hétérotique). La théorie de perturbation des
cordes jusqu'à une boucle et les actions effectives à basse ènergie. Mécanisme de Green-Schwarz. La
théorie de corde à (1+1) dimensions et sa formulation en termes de modèle de matrice. Dualités entre les
différents modèles des cordes (Spécialité "Concepts Fondamentaux de la Physique")
Intervenant : V. KAZAKOV, Prof. à Paris VI

1s - 24e 2s - 25.5e
OB: Atoms and Molecules 6 OB: Nuclei and Particles 6e
INTR THÉORIE QUANTIQUE CHAMPS 6e OB: Analogic electronics 4e
INFORMATION QUANTIQUE 3e Histoire des Sciences 2.5e
STRUCTURE FONDAMENTALE 6e Théorie des cordes 3e
Plasmas 3e Matière Condensée 6e
- Intro physical meth medicine 4e

Sin ENS:

1s 2s
OB: Atoms and Molecules 6 OB: Nuclei and Particles 6e
Histoire des Sciences 2.5e OB: Analogic electronics 4e
Biology and physics I 6e Epistemology 4e
Computer Science 6e -
Systèmes Dyn et Chaos 5e Complex physical phen 6e
Plasmas 3e Condensed Matter Physics 6
Laser 3e Intro physical meth medicine 4e
Introduction to Biology 4e Biology and physics 6e II
- Study and Research Work 4e
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