Astrophysique (Ariane Lancon et Christian Boily )

1. Master Sciences, technologies, santé, mention « Physique »Ulrich.Goerlach@iphc.cnrs.frJerome.Baudot@iphc.cnrs.fr Le Master physique est structuré en deux ans et 5 spécialités : http://masterphysique.u-strasbg.fr/ • Astrophysique (Ariane Lancon et Christian Boily) • Matière Condensée et Nanophysique (MCN, Mebarek Alouani) • Physique des Rayonnements, Détecteur, Instrumentation et Imagerie (PRIDI, Patrice Laquerriere) • Physique cellulaire (Daniel Riveline) • Physique Subatomique et Astroparticules (PSA)

2. Le Master physique est structuré en deux ans : M1 : Enseignement commun pour toutes les spécialités M2 : Enseignement spécifique pour chaque spécialité M1S1 UE 1 - Mécanique quantique et Physique statistique UE 2 - Méthodes Numériques UE 3 - Recherches actuelles en physique UE 4 - Physique expérimentale I (présence aux TP obligatoire) UE 5 - UE obligatoire à choix* (1 parmi la liste) Théorie des groupes appliquée à la Physique Les objets de l'univers et leur observation Théorie classique des champs Physique des rayonnements, détecteurs, instrumentation et imagerie Anglais UE 6 - UE libre

3. Le Master physique est structuré en deux ans : M1 : Enseignement commun pour toutes les spécialités M2 : Enseignement spécifique pour chaque spécialité M1S2 UE 1 - Matière nucléaire et particules élémentaires et physique de la matière UE 2 – Physique expérimentales II Stage Sensibilisation en physique expérimentale UE 3 - UE optionnelle au choix (1 parmi la liste) Particules et Astroparticules Physique des astres et relativité Nanostructures et Nanophysique Mécanique des milieux continus Physique atomique et moléculaire Travaux d'Études et de Recherche UE 4 - UE libre UE 5 - Anglais disciplinaire

4. M2 http://master-psa.u-strasbg.fr • Candidatures en printemps (pour M1 et M2) • Il est possible d’entrer en M2 avec un diplôme M1 d’une autre université • Sélection par une commission pédagogique • La 2eme année est accueillie par l’IPHC

5. Directrice Christelle RoyDRS (Département de Recherches Subatomiques) 66 EC+CDEPE (Département d’Ecologie, Physiologie et Ethologie) 22 EC+C DSA (Département des Sciences Analytiques) 25 EC+CDoctorants: 81 étudiants inscrits en 2011 DRS : 41, DEPE : 22, DSA : 21 Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien UMR 7178 Pluridisciplinaire Plusieurs disciplines et thèmes de recherche communs à plus qu’une discipline

6. Pluridisciplinaire • Plusieurs disciplines et • thèmes de recherche communs à plus qu’une discipline • Hubert Curien (1924 - 2005) • Cristallographe (nouvelle forme cristalline du gallium) • Directeur général du CNRS de1969 à1973 • Président du CNES de 1976 à1984 • Ministre de la recherche de 1984 à1986 • puis de 1988 à1993 (Fête de la science)

7. Physique Subatomique et Astroparticules 10-10m la taille d’univers observable 10+26m Noyaux 10-15m Cosmologie Matière noire Energie noire Antimatière Rayons cosmiques Particules élémentaires Leptons (ne,e) Quarks (u,d) Interactions fondamentales << 10-18m La masse et le boson de Higgs

8. La physique subatomique : les deux infinis Les particules élémentaires et leur interactions Objets complexes (hadrons, noyaux) Radiochimie, Imagerie biomédicale Aval du cycle Dosimetrie Physique des Particules Astroparticules Physique Nucléaire Des connaissances fondamentales et des expertises pour répondre aux attentes sociétales : énergie, environnement, santé Proposer des solutions pour l’énergie et la sûreté nucléaire; pour améliorer le diagnostic et la thérapeutique Les mécanismes qui ont conduit à la formation de l’Univers tel que nous le connaissons aujourd’hui

9. La physique nucléaire

10. Le Modèle Standard Bosons, les médiateurs des interactions Particules élémentaires et leurs interactions Fermionen (S=1/2) 3 "Familles " Leptons (ne,e), (nm ,m) (nt ,t) Quarks (u,d), (c,s), (t,b) L'électromagnétisme (el. charge, photons) L'interaction forte (Charge "couleur", Gluons) L'interaction faible ( charge faible , Z0, W) Gravitation ( Masse, Graviton)

11. Le LHC Click to edit Master title style Grand Collisionneur de Hadrons 7 TeV protons + 7 TeV protons CMS • Click to edit Master text styles • Second level • Third level • Fourth level • Fifth level CMS experiment Large Hadron Collider • Proton beams circulate 11,245 times/sec • 100’s of millions of proton-proton collisions/second • Collisions are a billion times hotter than the centre of the sun and create new particles (E = mc 2) ALICE CERN Computer Centre CMS Centre @ CERN 11 Lucas Taylor, 2012

12. Détecteurs électroniques Expérience CMS au LHC (CERN)

13. Physique subatomique et astroparticules Les instruments associés

14. Département de Recherches Subatomiques • Equipes scientifiques (expérimentale et théorique) : • Hadrons et noyaux • Physique Nucléaire Théorique • Couches et Amas dans les Noyaux • ALICE • Modèle standard et au-delà • Physique Théorique des Hautes Energies • Neutrinos (accélérateurs, réacteurs, astroparticules) • PICSEL (micro-détecteurs et applications) • CMS • Energie, environnement et santé • ImaBio • Radiochimie • RaMsEs • Aval du cycle

15. M2-PSA Objectifs Formation par et pour la recherche visant à former des spécialistes • Physique subatomique (expérimentateurs et théoriciens, physique du noyau, des particules, astroparticules et cosmologie) • Techniques d’expérimentation (détecteurs) • Informatique (programmation, grands réseaux de calcules, traitement des données ..) • Travail en grandes équipe, communication professionnelle et scientifique au niveau international • Les diplômés du M2 seront capables d’intervenir durant les différentes phases d’un projet de la physique subatomique : • Définition de la problématique physique, • Conception, développement et mise au point des systèmes de détection, • Prise et analyse de données, • Modélisation de l’expérience et des interactions physiques, • Interprétation physique. Faire une thèse !

16. Programme – S3L’enseignement sera en anglais ! • 1er semestre : 30 ECTS • 6 UE obligatoires (Tronc commun)(22 h/UE): • Théorie quantique des champs (J. Polonyi) • Noyaux et interactions entre nucléons (J. Dudek) • Particules élémentaires et symétries (D. Bloch) • Interaction rayonnement-matièreet Systèmes de détection et instrumentation (28 h, U. Goerlach, A. Nourreddine) • Modélisation et analyse des données (B. Hippolyte) • Séminaire (U.Goerlach et J. Dudek)

17. Programme – S3 • 4 UE obligatoires au choix (20 h/UE) • Insertion professionnelle (en commun avec les autres spécialités) • Du noyau aux étoiles (B. Gall) • Physique du noyau : approche théorique (H. Molique) • Aspects théoriques de physique des particules (B. Fuks) • Au-delà du Modèle Standard : recherche de nouvelle physique • (I. Ripp-Baudot) • Astroparticules et cosmologie observationnelle (Th. Pradier) • Relativité générale et cosmologie (M. Rausch de Traubenberg) • Neutronique et aval du cycle électronucléaire • (G. Rudolf et M. Kerveno) • Eléments de mécanique analytique et quantique, relativité restreinte • (J. Bartel) • + 1 UE libre Fortement recommandé !! Commence déjà en septembre

18. Programme – S4 J.Baudot, O.Dorvaux, S.Greder, B.Hippolyte) Traitement informatique d'un projet de physique(TIPP) : 3 ECTS • Introduction : programmation en C++ et ROOT • Mini projet informatique autonome, travail en binôme : • Problème de physique. • La mise en équation, mise au point et exploitation de logiciels et l'interprétation des résultats. • Chaque sujet est suivi par un tuteur. • Un résumé écrit, illustré par des codes commentés, ainsi qu'un • Exposé oral individuel en anglais, en commun avec les étudiants du Master Matière condensée et Nanophysique.

19. Programme – S4 • Stage de recherche (!!) en laboratoire (14 semaines) : 27 ECTS • Ce stage doit permettre à l’étudiant : • Travail de recherche indépendant / autonome • Se confronter aux problématiques de recherche, • Comprendre la physique et • Placer sont travail dans le contexte large du domaine de recherche • Synthétiser (rapport et présentation) les résultats des travaux effectués • Tester ses capacités d'intégration dans une équipe de recherche, • Evaluer son degré d’autonomie. L’initiation à la recherche constitue une étape préalable à un travail de thèse

20. Possibilités de stages • Laboratoires d’accueil • IPHC Strasbourg, • GRPHE Mulhouse, • APC Paris • CPPM Marseille, • CENBG Bordeaux, • CSNSM Orsay, • CEA Saclay + Cadarache • GANIL Caen, • IPN Orsay, • IRSN Cadarache, Saclay • LAL Orsay, • LLR Palaiseau, • LPSC Grenoble • SUBATECH Nantes • Laboratoires internationaux : • CERN Genève, • GSI Darmstadt, • KIT Karlsruhe (FZ) • INR Legnaro, • JYFL Finlande • Fermilab Chicago, • ...

21. Possibilités professionnelles ouvertes avec le diplôme du Master PSA : • Le secteur public : • (Enseignant)-Chercheur : Universités, CNRS, CEA (après thèse) • Cadre scientifique et/ou ingénieur : IRSN (Institut de Radioprotection Nucléaire), EDF, ANDRA (Agence Nationale pour la gestion des déchets), AREVA , ….. • Le secteur privé (Entreprises ) : • Développement des détecteurs et des systèmes de mesure, • Energie : Le cycle électronucléaire, énergies renouvelables, • Systèmes industriels complexes …. • Informatique, simulations, les banques, assurances.. • …..

22. Devenir après le Master ou Doctorat • Exemple de la promotion 2010-2011 : • 5 financements de thèses • 1 UdS IPHC Strasbourg(théorie nucléaire) • 1 Région IPHC Strasbourg (CMS) • 2 GSI (physique nucléaire et hadron thérapie) • 1 cotutelle : Bruxelles-Strasbourg (CMS) • 1 enseignement (Lux) • 3 emplois industriels (ingénieurs, CDD ou CDI) Les diplômés et thésards : (environ 60 % des diplômés continuent en thèse ) La vie professionnelle après la thèse :

23. Préalables pour l’entrée en M2 • Bon niveau en physique : • Mécanique quantique !! • Introduction physique subatomique • Relativité restreinte • Bases en statistique • Interaction rayonnement matière • Motivation claire : Pourquoi je veux le faire ??? • Thèse? • Qualification du Master pour votre projet professionnel • Préparation • Réviser les cours pendant l’été • « Summerstudent » ou stage d’été Bourses de mérite pour les étudiants d’excellence