La mécanique quantique relativiste est une théorie qui tente d’unifier les postulats de la mécanique quantique non-relativiste et le principe de relativité restreinte d'Einstein afin de décrire correctement la physique des particules.
Cet ouvrage en introduit les concepts et outils fondamentaux qui sont à la base de tous les développements phénoménologiques en physique des particules, par exemple pour décrire les résultats du LHC.
Il porte sur la formulation des équations relativistes pour les champs scalaires, spinoriel et vectoriel libre et couplés. Il développe la théorie de la diffusion qui s’appuie sur les solutions libres de ces équations pour aboutir au formalisme des diagrammes de Feynman en électrodynamique quantique.
Des exercices, dont les corrigés sont regroupés en fin d'ouvrage, accompagnent le cours.

Sommaire de l'ouvrage

Relativité restreinte et cinématique : Transformation de Lorentz et principe de relativité. Composition des vitesses. Quadrivecteurs. Cinématique.
Équations relativistes : Mécanique quantique non relativiste. Champ scalaire. Champ spinoriel. Champ vectoriel. Couplage aux champs fermioniques.Diffusion et propagateurs : Processus de diffusion. Propagateur non relativiste. Propagateurs relativistes. Matrice de diffusion. Règles et diagrammes de Feynman.
Calcul de sections efficaces : Observables. Espace de phase. Calcul de |Mfi|2.
Exemples de processus : Effet Compton. Création de paires de muons. Désintégration du muon. Largeur de désintégration du quark top. Désintégration du boson de Higgs en dux fermions. Production du boson de Higgs dans un collisionneur leptonique.
Matrices de Dirac : Propriétés de base. Matrice γ5. Contractions de matrices. Traces de matrices.
Formulaire pour le calcul de section efficace : Règles de Feynman de QED. Relations de fermetures. Calcul du carré de l’amplitude de Feynman. Largeur et section efficace