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Séance de cours

Orbites stellaires et théorie du potentiel

Dans cours

PHYS-401: Astrophysics IV : stellar and galactic dynamics

The aim of this course is to acquire the basic knowledge on specific dynamical phenomena related to the origin, equilibrium, and evolution of star clusters, galaxies, and galaxy clusters. ...

Description

Cette séance de cours couvre les modèles idéaux pour les fils et les dalles infinies, la mécanique lagrangienne et hamiltonienne, les orbites dans des potentiels sphériques, les orbites stellaires et les définitions liées aux trajectoires et aux orbites. Il discute également de la théorie du potentiel, y compris le potentiel des dalles infinies et des motifs en spirale étroitement enroulés.

Enseignant·e

Yves Revaz

Yves Revaz est maître d'enseignement et de recherche au laboratoire d'astrophysique (LASTRO) de l'EPFL. Après des études à l'EPFL, il a soutenu une thèse de doctorat intitulée: "Dynamique des régions externes des galaxies spirales et contraintes sur la matière noire" à l'Observatoire de Genève, sous la direction du Prof. Daniel Pfenniger. Il a ensuite travaillé à l'Observatoire de Paris, au LERMA (Laboratoire d'Etudes du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères) sous la supervision de la Prof. Françoise Combes et s'est intéressé aux écoulement froids dans les amas de galaxies. Il a rejoint le LASTRO en 2007, où, en collaboration avec la Prof. Pascale Jablonka, il a développé un nouveau code TreePM/SPH chemo-dynamique appelé GEAR, dans le but d'étudier l'évolution chimique des galaxies. Sa recherche se focalise actuellement sur l'évolution des galaxies naines et leur lien avec la cosmologie. Yves Revaz et aussi l'auteur de pNbody, une librairie python parallélisée dédiée à l'analyse de larges systèmes N-corps.

Source officielle

Concepts associés (29)

Mécanique analytique

La mécanique analytique est une formulation de la mécanique classique basée sur le calcul variationnel. La mécanique analytique s'est avérée un outil très important en physique théorique. En particulier, la mécanique quantique emprunte énormément au formalisme de la mécanique analytique. Contrairement à la mécanique d'Isaac Newton qui s'appuie sur le concept de point matériel, la mécanique analytique se penche sur les systèmes arbitrairement complexes, et étudie l'évolution de leurs degrés de libertés dans ce qu'on appelle un espace de configuration.

Mécanique hamiltonienne

La mécanique hamiltonienne est une reformulation de la mécanique newtonienne. Son formalisme a facilité l'élaboration théorique de la mécanique quantique. Elle a été formulée par William Rowan Hamilton en 1833 à partir des équations de Lagrange, qui reformulaient déjà la mécanique classique en 1788. En mécanique lagrangienne, les équations du mouvement d'un système à N degrés de liberté dépendent des coordonnées généralisées et des vitesses correspondantes , où .

Équations de Lagrange

vignette|Joseph-Louis Lagrange Les équations de Lagrange, découvertes en 1788 par le mathématicien Joseph-Louis Lagrange, sont une reformulation de la mécanique classique. Il s'agit d'une reformulation de l'équation de Newton, qui ne fait pas intervenir les forces de réaction. Pour cela, on exprime les contraintes que subit la particule étudiée sous la forme d'équations du type : Il n'y a qu'une équation si le mouvement est contraint à une surface, deux s'il est contraint à une courbe.

Hamiltonien en théorie des champs

En physique théorique, la théorie des champs hamiltoniens est analogue à la mécanique hamiltonienne classique, appliquée à la théorie des champs. C'est un formalisme de la théorie classique des champs qui se base sur la théorie lagrangienne des champs. Elle a également des applications dans la théorie quantique des champs. L'hamiltonien, pour un système de particules discrètes, est une fonction qui dépend de leurs coordonnées généralisées et de leurs moments conjugués, et éventuellement du temps.

Hamiltonian system

A Hamiltonian system is a dynamical system governed by Hamilton's equations. In physics, this dynamical system describes the evolution of a physical system such as a planetary system or an electron in an electromagnetic field. These systems can be studied in both Hamiltonian mechanics and dynamical systems theory. Informally, a Hamiltonian system is a mathematical formalism developed by Hamilton to describe the evolution equations of a physical system.

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