Symétrie et matière

Théorie des groupes en physique de la matière

Les propriétés physiques de la matière sont liées à la symétrie qui y règne. La théorie des groupes est l'outil mathématique de base permettant d'exploiter cette symétrie.

Dans la nature, l'élégance que confère la symétrie à une fleur, à un cristal de neige ou à d'autres systèmes physiques, est pleinement révélée par la représentation qu'en donne la théorie des groupes dans l'espace des états de la physique quantique, en simplifiant des calculs souvent très compliqués.

Mais, et c'est là qu'on en découvre toute sa beauté, la théorie permet aussi de prévoir sans calcul un certain nombre de résultats.

L'étude quantique des groupes de transformation de symétries et de leur représentation dans l'espace des états a principalement trois objectifs :

• caractériser les niveaux d'énergie et les fonctions d'onde correspondantes,
• expliquer la levée de dégénérescence d'un niveau d'énergie, sous l'effet d'une perturbation,
• déterminer les règles de sélection des transitions entre niveaux d'énergie.

Des exercices corrigés illustrent les différents domaines de physique quantique vus sous le prisme de la symétrie.

Ce livre s'adresse aux étudiants en chimie physique, en physique atomique et en physique des solides.

Les plus

• Application de la théorie mathématique des groupes en physique de la matière
• Rappels des définitions et principaux théorèmes de la structure de groupe
• Plus de 60 schémas en deux couleurs
• 24 exercices corrigés en détail