La relativité restreinte est à la base de nombreux domaines de la physique moderne : physique des particules, théorie quantique des champs, astrophysique des hautes énergies, etc. Elle est présentée ici en adoptant d'emblée un point de vue quadridimensionnel, à savoir celui de l'espace-temps de Minkowski. Une des particularités de l'ouvrage est qu'il ne se limite pas aux référentiels inertiels et considère des observateurs accélérés ou en rotation. Cela permet de discuter simplement et de manière rigoureuse d'effets physiques tels que la précession de Thomas ou l'effet Sagnac. Les derniers chapitres abordent des aspects plus avancés : champs tensoriels, calcul extérieur, hydrodynamique relativiste et traitement de la gravitation. Richement illustré et agrémenté de nombreuses notes historiques, cet ouvrage fait une part belle aux applications, de la physique des particules (accélérateurs, collisions de particules, plasma quark-gluon) à l'astrophysique (jets relativistes, noyaux actifs de galaxie), en passant par les applications pratiques (gyromètres à effet Sagnac, rayonnement synchrotron, GPS). Le livre contient également des développements mathématiques tels que l'analyse détaillée du groupe de Lorentz et de son algèbre de Lie. Ce livre s'adresse aux étudiants en dernière année de licence de physique (L3) ou en master (MI et M2), ainsi qu'aux chercheurs et à toute personne intéressée par la relativité. Sa lecture facilitera également l'apprentissage de la relativité générale, en raison de l'approche géométrique adoptée. " Un exposé moderne de la relativité restreinte se doit de faire ressortir ses structures essentielles, avant de les illustrer par leurs applications concrètes à divers problèmes dynamiques particuliers. Tel est le pari (ô combien réussi !) du beau livre d'Eric Gourgoulhon. " (Thibault Damour, extrait de la préface).

Un panorama des outils de l'astrophysicien contemporain, avec notamment les récepteurs à toutes les longueurs d'onde de spectre électomagnétique, une nouvelle génération de télescopes géants, les méthodes interférométriques ou adaptatives d'imagerie, la spectroscopie et les récepteurs modernes de lumière, les ondes gravitationnelles et neutrinos.

Présentation des divers aspects de la théorie de la formation des grandes structures de l'univers, de leur origine, de leur dynamique et de leurs propriétés statiques.

Une présentation de la physique quantique qui s'appuie sur une approche algébrique et sur l'utilisation des propriétés de symétrie, permet d'introduire les fondements de la mécanique quantique. De nombreux champs comme les états intriqués, les atomes froids, les condensats de Bose-Einstein ou les équations pilotes pour les systèmes ouverts.

Depuis la première expérience historique de Reynolds sur les liquides en 1883, notre compréhension de la turbulence s'est considérablement étendue grâce aux avancées théoriques, numériques, expérimentales et observationnelles. De l'écoulement des fleuves aux plasmas astrophysiques en passant par les ailes d'avion et les ondes gravitationnelles, la turbulence intervient dans de nombreux systèmes physiques. Cet ouvrage se propose de faire découvrir au lecteur les principes fondamentaux qui régissent la physique de la turbulence. La turbulence forte tourbillonnaire et la turbulence faible d'ondes sont les deux régimes que nous rencontrons dans la nature. L'attention des mécaniciens des fluides étant portée sur l'hydrodynamique, c'est généralement le premier régime qui est traité. Cependant, les physiciens s'intéressent à des systèmes bien plus variés où les ondes sont souvent présentes. L'originalité de cet ouvrage est de traiter, à parts égales, la turbulence forte et la turbulence d'ondes. Ce livre offre un vaste tour d'horizon sur la turbulence qui devrait permettre aux chercheurs débutants d'acquérir une connaissance de base sur des sujets à la pointe de la recherche actuelle. Son contenu repose en partie sur un enseignement délivré depuis plusieurs années à l'Ecole polytechnique à des étudiants de Master 2 (Master de Physique des Plasmas sous la tutelle de l'Université Paris-Saclay, l'Institut Polytechnique de Paris et Sorbonne-Université).

Un panorama de l'imagerie optique moderne et de son application dans le domaine de l'imagerie biologique. Les contributeurs abordent le rôle des révolutions contemporaines en matière de contrastes optiques (laser, électronique, biotechnologie) et décrivent les techniques et outils qui ont permis ces avancées. ©Electre 2023