Informations du cours

Physics is a science that is generally based on experiments. Although theory does provide explanations or guides the direction of our research, the verification of an idea is almost always performed through a meticulously planned and adeptly realized experiment. Additionally, during the verification of theories, an experiment might even lead us to surprising and unexpected discoveries!

This course is an introduction to the backstage of experimental materials physics. Its goal is to cover the methods and technologies necessary for the realization of scientific experiments, and to provide you with sufficient knowledge to develop critical thinking and an intuition in the field of scientific instrumentation. At the end of this course, you will have had an overview of the main techniques used in experimental materials physics laboratories, and will be able to define your needs in terms of equipment and workflow necessary to conduct an experiment.

CONTENTS

This course presents the "Swiss army knife" of an experimental materials physicist, covering the following subject as a series of modules coupled with practical exercices and laboratory visits:

- Scientific result communication: figures, articles and presentations
- Errors, uncertainty and statistics
- Scientific ethics
- Analog electronics
- Signals and noise
- Lock-in amplifiers
- Sensors and actuators
- Interfacing experiments with computers: control and acquisition
- Building a laboratory: design and safety
- Vacuum techniques
- Cryogenics and temperature control
- Optics and lasers
- Particle detection and generation

La physique est généralement une science basée sur les expériences. Bien que la théorie nous apporte des explications ou guide la direction de notre recherche, la vérification d'une idée passe quasiment toujours par une expérience consciencieusement planifiée et habilement réalisée. De plus, lors de la vérification de théories, une expérience peut nous mener à des découvertes surprenantes et inattendues !

Ce cours est une introduction aux coulisses de la physique expérimentale dans le domaine de la physique des matériaux. Il a pour but d'aborder les méthodes et technologies nécessaires à la réalisation d'expériences scientifiques, et de vous donner une connaissance suffisante afin de développer un aspect critique et une intuition dans le domaine de l'instrumentation scientifique. Au terme de ce cours, vous aurez eu un aperçu des principales techniques utilisées dans les laboratoires de physique des matériaux et serez capables de définir vos besoins en matière d'équipements et de flux de travail afin de réaliser une expérience.


CONTENU

Le cours présente le "couteau Suisse" du physicien expérimental dans le domaine de la physique des matériaux, en couvrant les sujets suivants dans une série de modules accompagnés par des exercices pratiques et des visites de laboratoire :
- Communication de résultats expérimentaux : figures, articles et présentations
- Calcul d'erreurs, incertitudes et statistique
- Ethique scientifique
- Electronique analogique
- Signaux et bruit
- Amplificateurs à détection synchrone (lock-in amplifier)
- Senseurs et actuateurs
- Interfacer les expériences aux ordinateurs : contrôle et acquisition
- Création d'un laboratoire : planification et sécurité
- Techniques du vide
- Cryogénie et contrôle de la température
- Optiques et lasers
- Détection et génération de particules

Bases de Programmation; Physique du Solide; Laboratoire de Physique III