Blocs scientifiques

Théorie des perturbations
Moments cinétiques, coulages spin-spin
Dynamique quantique, série de Dyson, approximations soudaine et adiabatique
Systèmes multipartites, théorie de la seconde quantification, algèbres CCR et CAR
Théorie de l’information quantique, intrication et corrélations quantiques, protocoles de télécommunication et de calculs quantiques, contrôle quantique
Optique quantique, états cohérents et comprimés, couplages champ-source
États mixtes, systèmes quantiques ouverts et équations maîtresses, réseaux de spins, atomes froids

Représentations discrètes des opérateurs différentiels (différences finies, DVR/FBR)
Algorithmes de propagation de paquets d’ondes et intégrateurs de l’équation de Schrödinger (méthode de Richardson, méthode de l’opérateur fractionné, intégrateurs spectraux)
Méthodes de diagonalisation (méthode des puissances matricielles, algorithme de Lanczos), méthodes d’analyse spectrale (matrices aléatoires, distributions d’espacements de niveaux), algorithmes de Monte Carlo quantiques.
Algorithmes de contrôle optimal (algorithme du gradient, algorithmes génétiques)

Python, Matlab, Fullwave

Théorie des perturbations, règle d’or de Fermi
Choix de jauge électromagnétique
Interaction atome-champ: modèles classique, semi-classique et quantique, équations de Bloch optiques, atome habillé, électrodynamique quantique
Calculs des niveaux d’énergie moléculaires, lignes spectrales
Physique des laser: cavités laser, modes de fonctionnement (onde continue, impulsionnel, phase asservie), diodes laser
Interactions inter-moléculaires, interactions de van der Waals
Spectroscopie moléculaire, profils spectraux
Spectroscopie astrophysique: planétologie, spectroscopie stellaire, milieu interstellaire

Fortran, Python

Mécanique statistique classique: espace de phase, micro-états, entropie, distributions classiques d’équilibre (micro-canonique, canonique et grand-canonique), théorie cinétique des gaz
Mécanique statistique quantique: matrices densités, entropie de von Neumann, théorie de la seconde quantification, gaz parfaits quantiques
Propriétés mécaniques, électriques, magnétiques et thermiques des matériaux
Structures cristallines
Systèmes complexes: hiérarchie BBGKY, statistiques de particules en interaction, transitions de phases et brisure spontanée de symétrie, systèmes de spins
Électrons libres (modèles de Drude et de Sommerfeld, bandes d’énergie, théorème de Bloch, conducteurs et semi-conducteurs)
Phonons, interactions phonon-électron, interactions phonon-photon
Condensats de Bose-Einstein, transformations de Bogoliubov, superfluidité, supraconductivité

Méthodes de Monte Carlo
Calculs multi-physiques sur logiciel d’éléments finis
Méthodes de la chimie quantique (théories de la fonctionnelle densité indépendante et dépendante du temps)

Python, COMSOL, Gaussian

Systèmes dynamiques astronomiques (problèmes optionnels en mécanique céleste, cosmologie, magnétisme terrestre et solaire)
Planétologie, spectroscopie stellaire, milieu interstellaire
Mécanique céleste : problème à 3 corps, chaos dans le système solaire, dynamique post-Newtonienne
Traitement de données astronomiques : capteurs photographiques (CCD, CMOS, IR), traitements d’images (avec Python et MIDAS)
Astrophysique galactique (uniquement au cours de projets)
Stage d’observation à l’Observatoire du Pic-du-Midi (optionnel et sélectif)

Systèmes dynamiques biologiques (problèmes optionnels en biologie cellulaire, dynamique des populations, et biomécanique)
Hackathon en e-Santé
Biomolécules (dynamique et méthodes de docking) (uniquement au cours de projets)
Imagerie biomédicale et radio-physique (uniquement au cours de projets)

Systèmes dynamiques géophysiques (problèmes optionnels en dynamique atmosphérique, magnétisme terrestre, mécanique sismique)
Application de la spectroscopie moléculaire à la détection dans l’atmosphère, modélisation des interactions moléculaires dans l’atmosphère
Simulations et analyse de données en climatologie (uniquement au cours de projets)

Mécanique quantique et statistique, théorie du chaos
Systèmes dynamiques théoriques (problèmes optionnels en physique des particules, cosmologie et dynamique symbolique)
Relativité générale (dynamique géodésique, trous noirs) (uniquement au cours de projets)
Théorie des champs quantiques (uniquement au cours de projets)
Mathématiques de la physique (analyse fonctionnelle et spectrale, géométrie différentielle, groupes et algèbres de Lie) (uniquement au cours de projets)