Domaines de la physique mathématiques

Bonjour à tous,
Encore en classe préparatoire pour 6 mois, je me penche de plus en plus sur ce que j'aimerais faire plus tard, l’approfondissement des mathématiques cette année fait que j'ai vraiment envie de continuer sur des études poussées la dessus, cependant la physique m'intéresse beaucoup, et surtout les questions d’astrophysique.
Je pense que ce que j'aimerais découvrir l'année prochaine (s'il y a bien une vie après la prépa...) cela serait la mathématique physique, et les domaines qui s'y rattachent.
J'avais pour l'instant découvert deux domaines sur youtube :
- la théorie cinétique, avec les vidéos de cours de Clément Mouhot
- le lien entre la topologie et la physique, et la théorie quantique des champs (cohomologie de de [large]R[/large]ham..))

Je me demandais si vous pouviez m'en faire découvrir d'autres. De plus comme j'aime bien l'astrophysique et les mathématiques, j'aurais aimé savoir s'il était possible de faire un cursus qui mènerait à étudier par exemple les structures mathématiques des objets de l'espace (trous noirs etc.), être un mathématicien qui s’intéresse à l'astrophysique ? Quelles écoles proposent ce genre de parcours ? Je m'intéresse cette année aux concours X-ENS, je sais qu'à ULM, il y a un parcours mathématique physique qui a l'air super bien, même si demandant du boulot, qu'en est il à l'ENS de Lyon, Cachan et à l'X ? Je crois qu'il n'y a pas de département de physique à l'ENS Rennes.
Je suis vraiment fasciné par le parcours de Roger Penrose, quel type de mathématique peut-il bien étudier, quelles branches des mathématiques sont liées à son travail ? J'ai l'impression que c'est plus de la géométrie mais je n'ai pas trouvé de choses précises sur cela.
Je pense que les questions mathématiques sur les phénomènes physiques m'intéresseront plus, que d'être du point de vue du physicien. Ce que j'aspire dans ce domaine de recherche c'est de pouvoir dialoguer avec les deux communautés.
Finn

[Georges de Rham (1903-1990) prend toujours une majuscule. AD]

Réponses

  • @ AD
    cohomologie de de Rham.

    Normalement, on ne doit pas rajouter la particule devant un nom propre à particule. On dit "la poésie de Malherbe" et non pas "la poésie de de Malherbe". Mais il est vrai que l'habitude est prise et que cette petite incorrection est maintenant très répandue.
  • Bonjour,

    En géométrie du triangle, nous avons le point de de Longchamps $X_{20}$.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Il n'est jamais trop tard pour bien faire.

    Bonne journée à tous.
  • Merci de vos réponses éclairantes à mes interrogations(:P)
  • Ne t'inquiète pas, les spécialistes ne manqueront pas de passer. Tu aurais pu écrire ton message dans la rubrique orientation, probablement plus adaptée. Au besoin, tu peux demander que ton message soit déplacé.
  • Les deux se disent, et "cohomologie de de Rham" est bien plus répandue. Je ne sais pas pourquoi les gens ont du mal avec l'idée qu'il puisse y avoir plusieurs écritures acceptables d'un même truc...
  • Bonjour,
    N'ayant pas eu les réponses escomptées, pourrait on changer mon fil dans la rubrique orientation, comme me l'a conseillé Physicius.
    Merci
    Finn
  • @Finn, Supaero. J'ai pas mal d'amis qui ont fait cette école et ont pu faire un stage à NASA! Sinon les ENS.
  • On dit bien la règle de d'Alembert.
  • @physicius C'est faux lorsque le nom propre est monosyllabique, me semble-t-il. "Cohomologie de de Rham" est tout à fait correct et c'est d'ailleurs la seule façon de le dire.

    Il faut savoir aussi que si tu t'orientes dans la recherche en astrophysique, tu ne seras subventionnés qu'à la seule condition que tu rentres dans certaines cases, comme la recherche dans des thèmes à la mode (ce qui est une absurdité totale et il y a au moins un précédent : la théorie des cordes).
    Enfin ça c'est en France.

    D'après ce que tu sembles rechercher, je te conseille vivement de prendre connaissance des travaux de Jean-Marie Souriau. Rien que sa "Grammaire de la Nature" peut vous changer un Homme. Téléchargeable gratuitement ici :
    http://www.jmsouriau.com/Grammaire_de_la_nature.htm
  • Il y a des règles chiantes avec les noms de famille avec "de".

    Ma femme me fait souvent remarquer que je suis fautif. Si j'ai bien compris, on peut dire par exemple

    "Villepin est un ancien premier ministre"
    "Philippe de Villepin est un ancien premier ministre".

    Par contre "De Villepin est un ancien premier ministre", a priori, est incorrect en bon français.
    Karl Tremblay 1976-2023, je t'appréciais tellement.
  • Une fois pour toutes sur les règles de la particule : http://monsu.desiderio.free.fr/atelier/particule.html
  • Si c’est un nom de la noblesse, on ne dit pas le "de", c'est vulgaire et témoigne d'une méconnaissance des usages de la part de gens qui en sont dépourvus mais voudraient en faire ostentation. Enfin, c'est ce que j'ai lu dans Proust. Les usages changent.
    De de Moivre, c’est quand même hyper moche.

  • @Physicius
    J'avais entendu que cette règle sur la particule n'est valable que pour la particule nobiliaire "de", si celle-ci porte sur un nom d'origine française.

    Ainsi, il serait donc correct de dire cohomologie de de Rham (ou même de De Rham) et théorème de d'Alembert. En revanche, on dit bien une poésie de Ronsard et une fable de La Fontaine.
  • Toujours aussi intéressant les réponses sur les particules(:D !


    X:-(
  • Concernant les particules, certains refusent d'appliquer les règles d'usage. Ils agissent en électrons libres. :-D
    Karl Tremblay 1976-2023, je t'appréciais tellement.
  • Merci beaucoup zeinot pour ta contribution.
    Ce post devient de plus en plus un troll, je suis déçu de ne pas trouver de réponse.
  • Désolé que ma réponse (l'as-tu lu ?) t'ait déçu.
  • Bonjour Finn,

    Je connais bien les cours de l'X, les cours de maths pures sont très adaptés à la physique théorique : théorie des distributions, équations de transport/diffusion, EDP théorique (bon, tout ça ne te dit rien mais ce sont des outils essentiels à la physique mathématique). Je connais moins bien les cours du département de physique mais les labos sont très réputés, ils ont eu notamment un prix Nobel il y a 2 ans.

    Sinon les travaux de Penrose se rapportent plutôt à la géométrie, ce sont des maths très abstraites (disons, les contributions que je connais un tout petit peu). De manière générale les modèles utilisés en astrophysique reposent sur des outils algébriques et géométriques assez avancés.

    Bon courage pour la fin de prépa et les concours!
  • Pas tout a fait. On garde le de de de Rham parce que Rham n'a qu'une syllabe. Je dirais au comte de Bon : mon cher de Bon, et dirais mon cher Montmorency au duc du meme nom.
  • zeitnot écrivait : http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?18,2114948,2118926#msg-2118926
    Si j'ai bien compris, on peut dire par exemple
    > "Villepin est un ancien premier ministre"
    > "Philippe de Villepin est un ancien premier ministre".

    Tiens, je croyais qu'on disait "Dominique de Villepin est un ancien premier ministre".

    Mais avec le masque, on a facilement de la buée sur les lunettes.
    e.v.
    Personne n'a raison contre un enfant qui pleure.


  • Je te remercie beaucoup Lucas, pour ta réponse qui me donne vraiment des informations sur mes interrogations.
    Je suis vraiment super content qu'à Polytechnique il y ait des cours en maths pure, donc après l'X on peut devenir chercheur dans la mathématique physique ?
    En fait, en comparant les 3 ENS et l'X, j'ai l'impression, qu'il y a moins de possibilité à Paris Saclay de pouvoir prendre des cours de fac variés, et que les mathématiques sont pljs [??] appliquées, est ce vrai ? Je n'ai pas envie d'aller dans une école qui me restreindrait dans mes choix de cours (j'ai entendu dire qu'à Cachan on ne pouvait pas prendre des cours dans le département de physique en étant en maths, et que l'on devait prendre ses cours annexes à l'université).
    Pour Roger Penrose, c'est ce que j'avais intuité mais je n'ai pas trouvé de papier décrivant quel type de géométrie il utilisait. Si certains avaient des références.
    Finn

    [Relis-toi avant d"Envoyer", pour corriger les coquilles rendant ton message incompréhensible ! (pljs :-S) AD]
  • Excusez moi, ma réponse était incompréhensible, je la corrige vivement.

    Premièrement,Je te remercie beaucoup Lucas, pour ta réponse qui me donne vraiment des informations sur mes interrogations.
    Tout d'abord pour la partie école et orientation :
    Je suis vraiment super content qu'à Polytechnique il y ait possibilité d'avoir des cours en maths pure, même si la spécialisation ce fait plus tard d'après ce que j'ai compris.On peut donc devenir chercheur dans la mathématique physique après l'X? Je trouve cela incroyable qu'il existe une école qui permet autant des carrières différentes, et notamment des carrières en mathématiques pures et physique théorique.
    En ce moment, je comparais les dfférentes possibilités entre les 3 ENS et Polytechnique, qui permettait des cours variés en mathématiques pures et physique, j'ai l'impression qu'il y a moins de possibilité à Paris Saclay de pouvoir personnaliser sont parcours, et que les mathématiques sont plus appliquées, est ce vrai ? Je n'ai pas envie d'aller dans une école qui me restreignerait dans mes choix de cours (j'ai entendu dire qu'à Paris Saclay, on ne pouvait pas prendre des cours dans le département de physique en étant en mathématiques, et que l'on devait prendre ces cours annexes à l'université).
    Après à Ulm, il y a en premier le parcours mathématiques physique qui semble ouf pour les deux premières années, mais demandant surement beaucoup de boulot. A Lyon, je ne sais pas quelles sont les libertés pour faire un parcours mathématique physique. Ce que tu me confirmes, c'est qu'à l'X les choix de cours sont vraiment variés, après l'X a une ambiance particulière( école militaire, les élèves sont réunis par rapport aux sections de sport je crois..).
    Je regardais dans les écoles d'ingénieur, pour Suparéo, je n'ai pas vraiment trouvé de parcours mathématique physique théorique sur leur site, qui semble donner la possibilité de faire des thèses, mais dans choses plus liées au métier d'ingénieur, en tout cas c'est mon impression.
    En fait, je vois potentiellement deux autre écoles : Centrale Paris, qui semble proposer un parcours recherche, à voir s'il y a des domaines de la mathématique physique; et aussi l'ESNTA Paris, d'ou est sorti une astrophysicienne, et qui semble avoir des cours commun avec l'X en mathématiques, ce qui permettrait( si je ne me trompe pas ), de faire des mathématiques plus théoriques que celles enseignées à l'ENSTA.
    Mais globalement j'ai l'impression que les écoles d'ingénieur prépare moins au domaine de la mathématique physique théorique, peut être d'autres personnes auraient des avis sur cela, peut on mener une carrière de mathématicien pur s'intéressant à des domaines de la physique, après une école d'ingénieur?

    Pour le domaine de la mathématique physique en lui même :
    Pour Roger Penrose, c'est ce que j'avais intuité mais je n'ai pas trouvé de papier décrivant quel type de géométrie il utilisait, et surtout sur quels outils reposaient ces travaux. Si certains avaient des références, je suis preneur. Dans le dernier magazine de La Recherche, que j'ai acheté en ligne, on le présentait d'ailleurs comme un physicien ; cela serait intéressant de savoir de quel point de vue ( du mathématicien ou physicien) se place t-il lorsqu'il effectue ces recherches, ou de quels côté se revendique t-il.
    Je trouve qu'il y a vraiment plusieurs domaines qui se dessinent, c'est vraiment intéressant : tout ce qui s'intéressent au côté macroscopique, avec la physique statisique, les équations cinétiques, les équations de Boltzmann, Vlasov etc.. utilie beaucoup plus l'analyse, les probabilités. Il y aussi un grand champ de recherche en mécanique quantique, ou les mathématiciens utilisent plus la topologie algébrique, l'agèbre, ainsi que le calcul différentiel et forme différentielle, de même que probabilités : par exemple Alain Connes travail sur la mécanique quatique, avec sa géométrie non commutative; tandis que Villani, Mouhot ou Laure Saint Raymond qui travaille en mécanique statistique, utilise la l'analyse . Je trouve ca fou d'avoir des champs aussi variés qui sont abordés avec ces poiints de vues différents( je ne sais pas si c'est cela, mais l'analyse cela à l'air vraiment de trouver des ordes de grandeurs, des approximations de plus en plus précise avec des majorations, tandis que décrire des variations du modèles standard avec des groupes, des algèbres de LIE, je trouve cela ouf). Cela me donne envie de voir tous ces domaines, je ne pense pas que soit possible. Mais peut être il y a t-il moyen quand même de se promener entre ces différents domaines?
    Si quelqu'un pouvait m'éclairer sur quelle théorie se repose la géométrie qu'utilise Penrose, cela me permettrait d'affiner encore les champs d'étude possibles pour plus tard. En astrophysique, j'ai donc l'impression que ce sont plus des outils liés à la géométrie, est ce quelqu'un aurait des références, cependant dans le Théorème vivant, je me rapelle que Villani discutait aussi avec un atrophysicien sur le mouvement des galaxies, je pense qu'il devait utilisait de l'analyse du coup.

    Je vous avoue qu'avec le confinement de l'année dernière, les cas covid ces semaines, rester motiver en se préservant de la fatigue c'est parfois difficile( en vrai le confinement à rajouter 1/4 du temps en prépa je pense, et j'ai vraiment beaucoup travailler dans cette pèriode sans que cela paie forcément l'année dernière), mais me dire que j'aurai la possibilités de voir toutes ces choses me motive vraiment beaucoup.
    Finn
  • > On peut donc devenir chercheur dans la mathématique physique après l'X?

    Bien sûr, parmi les gens recrutés très récemment au CNRS tu pourras voir les CV de cette chercheuse (physique quantique et géométrie) ou de ce chercheur (probabilités et physique mathématique). Je suis aussi tombé sur cette chercheuse (analyse numérique et méthodes particulaires) qui a fait Centrale Paris.

    > l'X a une ambiance particulière( école militaire, les élèves sont réunis par rapport aux sections de sport je crois..).

    Effectivement, après ce sont quand même des promos de 500 élèves donc il y a plein de façons différentes de vivre sa scolarité à l'X. C'est une école qui a ses défauts mais au moins le choix des cours est très vaste et avec très peu de contraintes thématiques. Et tu peux faire à peu près n'importe quel M2 de Maths/Physique en 4ème année si ton projet est cohérent.

    Pour ta deuxième série de questions je laisse des gens plus compétents répondre (je suis chercheur en Probabilités, je connais moins bien l'Analyse et la Géométrie).
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