Séminaires de l’année 2004

14 déc. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Nicolas Tsapis (Laboratoire de Pharmacie Galénique, Châtenay-Malabry)
Buckling and explosions of drying colloidal droplets
Minute concentrations of suspended particles can dramatically alter the behavior of a drying droplet. After a period of isotropic shrinkage, similar to droplets of a pure liquid, these droplets suddenly buckle like an elastic shell. While linear elasticity is able to describe the morphology of the buckled droplets, it fails to predict the onset of buckling. Instead, we find that buckling is coincident with a stress-induced fluid to solid transition in a shell of particles at a droplet's surface, occurring when attractive capillary forces overcome stabilizing electrostatic forces between particles. When replacing water by a mixture of ethanol and water, droplets undergo buckling sometimes followed by explosions.
13 déc. 2004 à 14h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Michael Nauenberg (University of California, Santa Cruz)
A simple method to find periodic orbits for the classical n-body problem
Periodic orbits of n masses which move under the action of their mutual gravitational attraction is of great importance to astronomy, and it has been the subject of profound mathematical studies, initiated by the pionering work of Newton, Euler, Hill and Poincare, which continues to the present time. Recently, numerous new periodic orbits have been discovered by analytic and numerical methods, and also several of the newly discovered extrasolar planetary systems have been found to have several Jupiter size planets revolving in nearly periodic orbits around a star. In general such orbits have special symmetries, and I will present a simple numerical method to find and evaluate such periodic orbits by incorporating these symmetries into a Fourier series expansion of the orbit, and using this representation directly in the variational principle of the action integral. I will illustrate this method with some of the recently discovered periodic orbits, and discuss my analysis of the Lick-Keck data for the near 2:1 resonance in the extrasolar planetary system GJ876
7 déc. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Patricio Leboeuf (LPTMS)
Spectre d'excitation de systèmes fermioniques: entre ordre et chaos
Quand le nombre de nucléons ou l'énergie d'excitation d'un noyau atomique varient, des fluctuations par rapport à un comportement moyen sont observées dans les masses ou dans la densité de niveaux excités. Ces fluctuations sont une propriété très générale des systèmes quantiques confinés (fermioniques ou bosoniques), dont les caractéristiques dépendent, en particulier, de la présence d'ordre ou de chaos dans la dynamique. Nous discuterons une théorie qui décrit ce phénomène, et comparerons certaines prédictions à des données expérimentales.
30 nov. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Gérard Jamelot (LIXAM, Orsay)
Les lasers X de nouveaux outils pour des applications scientifiques
Les lasers X ont vigoureusement progressé au cours des 10 dernières années et sont devenus des sources collimatées dont la brillance est supérieure de plusieurs ordres de grandeur à celle de toutes les autres sources émettant dans le même domaine de longueur d'onde (10 à 50 nm). Les propriétés de ces sources permettent de concevoir des expériences irréalisables auparavant, par exemple les études de phénomènes multiphotoniques ou des expériences de mélange d'onde dans le domaine X-UV. On peut également réaliser des expériences à des intensités inaccessibles auparavant et mettre en évidence des phénomènes nouveaux comme l'extinction de la luminescence à haute intensité. Cependant le développement des applications des lasers X a longtemps été limité par les dimensions des installations laser nécessaires au pompage des inversions. Le développement des lasers X transitoires a modifié cette situation en diminuant notablement l'énergie de pompe. L'inversion de population est produite par une impulsion courte (1 ps) dans un filament de plasma créé préalablement par une impulsion longue de 500 ps. L'énergie de pompe ne dépasse pas une dizaine de joules et peut-être obtenue dans des installations laser de dimension modeste. On assiste actuellement à la multiplication de stations de travail purement dévolues aux études des lasers X et au développement de leurs applications (APRC Kyoto, GSI, MBI etc.). Le projet LASERIX se situe dans cette ligne de recherche : il est basé sur une chaîne laser capable de délivrer 10 J en 500 ps et 10 J en 1 ps. La technologie actuellement étudiée en synergie avec le LOA est susceptible de donner à cette installation une très grande souplesse et versatilité, rendant possible la réalisation de nombreux types de lasers X. Au cours de cet exposé, je donnerai les principales bases physiques, utiles à la compréhension de la réalisation des lasers X. Puis j'évoquerai les applications, sur lesquelles nous travaillons et qui, à ce jour ont donné des résultats tout à fait originaux. Pour finir, je présenterai le projet LASERIX qui fournira à l'horizon de 2006 une installation, exclusivement dédiée aux développements des lasers X et leurs utilisations pour des expériences d'application
23 nov. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Séminaire des thésards
Nicolas Bilas - Yacine Ikhlef - Mélanie Lebental - Gunnar Möller - Thierry Mora - Jean-François Richard - Olivier Rivoire - Jérôme Roccia - Paolo Visco -
22 nov. 2004 à 11h30 LPTMS-Bât.100-Orsay
Christophe Mora (Institut für Theoretische Physik, Düsseldorf)
Confined Induced Resonance and three-body problem with fermions
22 nov. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Léonie Canet (LPTHE, Université Paris VII)
Processus de réaction-diffusion et groupe de renormalisation non perturbatif
Les processus de réaction-diffusion constituent des modèles simples pour décrire la dynamique de systèmes hors de l'équilibre, comme des réactions chimiques, la progression d'un fluide dans un milieu poreux, ou l'évolution de populations de bacteries. Nous présentons une approche théorique non perturbative pour explorer ces processus. Celle-ci nous permet d'une part, d'apporter la première détermination analytique en toute dimension des exposants critiques (universels) caractérisant la classe d'universalité de la percolation dirigée. D'autre part, par ces méthodes, le diagramme de phase complet des marches aléatoires avec branchement et annihilation impairs peut être établi, et confirmé par des simulations numériques. Cette analyse révèle des effets non perturbatifs qui modifient qualitativement les propriétés (non universelles) communément admises de ce diagramme --- telles qu'issues des théories de perturbation.
16 nov. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Giancarlo Strinati (Dipartimento di Matematica e Fisica, Universita di Camerino )
Theoretical aspects of the BCS-BEC crossover
The BCS-BEC crossover problem has become recently of special interest, owing to the rapid experimental advances with trapped Fermi atoms. For these systems, the effective attraction between Fermi atoms leading to superfluidity is provided by an appropriate use of Fano-Feshbach (molecular) resonances, whereby the atomic scattering length a_F can be tuned from negative to positive values across the resonance. It is shown that an effective single-channel Hamiltonian is sufficient to reproduce all relevant features of the scattering problem, at least in the case of the resonance at about 820G in Li6. In this way, one can accurately identify the many-body Hamiltonian of the interacting atomic system in terms of the experimentally accessible scattering length a_F, with which the relevant approximate treatments in the BCS and BEC limits can be constructed. An extension of the Popov theory for a weakly-interacting (dilute) superfluid Fermi gas, as to include the effects of the collective Bogoliubov-Anderson mode in the diagonal fermionic self-energy beyond BCS mean field, will be presented. In the strong-coupling limit of the fermionic attraction, this generalization of the Popov theory is able to describe a dilute system of composite bosons within the Bogoliubov approximation. It is shown that inclusion of the Bogoliubov-Anderson mode beyond mean field is essential for a quantitative comparison with the experimental density profiles for Li6 across the Fano-Feshbach resonance at low temperature, as well for reproducing the zero-temperature results of Quantum Monte Carlo simulations at the unitarity limit where a_F diverges. Finally, improvements of this theory both in the strong- and weak-coupling limits will be discussed.
16 nov. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Dimitri Gangardt (LPTMS)
Strongly correlated bosons in one dimension
Recent realization of one-dimensional regime in quantum gases have revived an interest in exactly solvable model of one-dimensional bosons interacting via a delta-function potential (Lieb, Liniger '63). I present recent progress in calculating the correlation functions of this model with emphasis on the strongly interacting impenetrable limit. Some extentions of this model such as internal degrees of freedom and effects of lattice arise naturally in the current experiments and can be treated by appropriate methods of statistical physics.
10 Nov. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Paul Zinn-Justin (LPTMS)
Vers une preuve de la conjecture Razumov-Stroganov
Nous rappellerons les propriétés remarquables de la chaine de spin XXZ -- quand le paramètre d'anisotropie est une racine cubique de l'unité -- et du modèle de boucles O(1), et comment elles ont amené Razumov et Stroganov à formuler une conjecture les reliant aux modèles de boucles compactes (FPL) et aux matrices de signe alterné (ASM). Puis nous discuterons des tentatives récentes de démonstration de cette conjecture: en particulier, nous tenterons de la généraliser en introduisant des inhomogénéités et expliciterons le lien avec la formule de déterminant d'Izergin-Korepin pour le modèle à 6 vertex.
9 nov. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Basile Audoly (Laboratoire de modélisation en mécanique, Université Pierre et Marie Curie)
Instabilités des structures élastiques minces: de l'Elastica au déchirement des films
Le déchirement des films élastiques minces révèle un comportement mécanique très riche : génération de fronces en "fractales de Koch", instabilités de fissure oscillante, etc. Nous présentons ces résultats expérimentaux et montrons comment les modéliser, les simuler puis les interpréter à partir des équations de la mécanique. Pour ce faire, nous insistons sur les aspects géométriques de la théorie des plaques élastiques minces.
27 oct. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
David Dean (Physique Théorique, IRSAMC, Toulouse)
Field Theory for Electroytic Systems with Interfaces
I shall discuss some recent work on field theoretic approaches to the statistical mechanics of electrolytes near interfaces. We consider planar systems where the dielectric constant and chemical potential are functions of the distance perpendicular to all the surfaces involved, as in the case of soap films. In these geometries, we show how a Schroedinger functional method can be used to express physical quantities such as surface tension and disjoining pressure as elements of an S-matrix. The contact value theorem relating the electrolyte density at the surface of films to the disjoining pressure is also rederived and generalised using this formalism.
19 oct. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Michael S. Dubow (Institut de génétique et microbiologie, Université Paris Sud)
Le retour des phages : les révélations récentes de leur impact sur la vie sur Terre et leur utilisation dans son amélioration.
Les bactéries cultivables représentent moins de 5% de la biodiversité microbienne et elles vivent, en majorité, dans des communautés, enveloppées par une matrice de polysaccharides qu'elles sécrètent, appelée «biofilm», fixées à différentes surfaces. Le fait que chaque espèce bactérienne puisse être infectée par un ou plusieurs bactériophages suggère fortement que les phages représentent la forme de vie la plus diverse sur la Terre et aussi la moins étudiée. À ce jour, le rôle des phages dans le devenir des biofilms n'est pas connu. Notre approche vise à rechercher et à identifier les bactériophages et leurs gènes qui jouent un rôle dans la régulation des populations microbiennes dans les habitats naturels. Les retombées de cette recherche permettront une meilleure compréhension du rôle des bactériophages dans des écosystèmes microbiens et pourraient fournir de nouveaux outils pour contrôler le développement des biofilms dans l'environnement, l'industrie, l'agriculture et dans le domaine médical.
12 oct. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Jean-Bernard Bru (School of Theoretical Physics, Dublin Institute for Advanced Studies)
A new microscopic theory of superfluidity at non-zero temperatures
The first microscopic theory of superfluidity was originally found in 1947 by Bogoliubov in three revolutionary papers on the theory of interacting Bose gas. His Weakly Imperfect Bose Gas (WIBG) coming from the truncation of a full interacting Bose gas was a starting point for this theory. However, only very few rigorous results concerning his WIBG and ansatzs were previously done until 1998-2000 where a first rigorous analysis of this Bogoliubov model (WIBG) was found at all temperatures and densities. The aim of this talk is to do a more deep analysis of the Bogoliubov theory, including all recent studies (2001) and some new criticizes (2002-2004). Actually, this more detailed analysis gives rise to a new microscopic theory of superfluidity at non-zero temperatures (2004) then introduced at the end of this talk. In particular, the talk should be concluded by the corresponding phase diagram of this new theory: it exhibits the ''Landau-type'' excitation spectrum in the presence of a depleted Bose condensation for small temperatures with the formation of ``Cooper-type pairs'', even at zero-temperature (experimentally, an estimate of the fraction of condensate in liquid $^{4}$He at T=0 K is $9$ $%$).
6 oct. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Georg Foltin (Univ. Dusseldorf)
Random monochromatic waves vs random functions with short range correlations
We investigate the properties of nodal structures in random wave fields, and in particular we scrutinize their recently proposed connection with short-range percolation models. We propose a measure which shows the difference between monochromatic random waves, which are characterized by long range correlations, and Gaussian fields with short range correlations, which are naturally assumed to be better modeled by percolation theory. We also study the relevance of the quantities which we compute to the probability that nodal lines are in the vicinity of a given reference line.
5 oct. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Michel Planat (Institut FEMTO-ST CNRS, Department LPMO, Besancon)
Corps et anneaux de Galois et information quantique
Je presenterai la construction d'ensembles maximaux de "bases mutuellement impartiales" ("mutually unbiased bases") dans un espace de Hilbert fini de dimension arbitraire d. Ces bases sont utilisees pour l'echange optimal de cles quantiques ou la tomographie quantique. Il a ete conjecture que le nombre maximal de ces bases est d+1 seulement lorsque d=p^m, la puissance d'un nombre premier p. Pour la dimension composite on ne sait preque rien. Pour p impair (les m-qudits) la transformee de Fourier quantique sur le corps de Galois GF(p^m) est utilisee pour la construction. Pour p=2 (les m-qubits) on a recours a la transformee de Fourier quantique sur les anneaux de Galois GR(4^m), popularises dans le contexte du codage quantique. Dans les deux cas la construction permet de generer des etats maximalement intriques (etats de Bell generalises), une application inattendue. Je discuterai aussi de la relation a la geometrie projective finie.
4 oct. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Christoph Richard (Fakultaet fuer Mathematik, Universitaet Bielefeld)
Lattice polygons in two dimensions
Models of two-dimensional lattice polygons, counted by perimeter and area, have been studied intensively in the past, using methods of statistical mechanics. For exactly solvable subclasses of such polygons, powerful methods have been developed to extract the distribution of area in the limit of large perimeter. This led to a conjecture for the limit distribution of the unsolved model of self-avoiding polygons. This talk will give an overview of these problems and discuss relations to combinatorics and probability theory.
28 sept. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Senya Shlosman ( CPT-Luminy, Marseille )
Phase transitions and Poisson Hypothesis for large information networks
I will explain the results about the Poisson Hypothesis, which is a device to analyse approximately the behavior of large queuing networks. I will give the steps of the proof of its validity in some simple limiting cases. The corresponding dynamical system, defined by the non-linear Markov process, has a line of fixed points which are global attractors. The study of the global attraction property is based on the corresponding non-linear equation, and one needs to explore its self-averaging properties. In cases of heavy-tail service times the PH can be violated. This is due to the fact that the limiting dynamical system exhibits some intermittency. The network then undergoes a sequence of catastrophes
21 sept. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Tobias Paul (Institut fur Theoretische Physik, Universitat Regensburg )
Nonlinear Transport of Bose-Einstein Condensates in mesoscopic Waveguides
The rapid progress in generating magnetic microtraps for ultracold Bose-Einstein condensates opens the perspective for a variety of experiments probing the transport of Bose-Einstein condensates in mesoscopic waveguide geometries. A natural question arising in this context from the mesoscopic point of view concerns the transmission through waveguide geometries in presence of one or more constrictions. We address this problem by means of a numerical approach that is based on the Gross-Pitaevskii equation and employs an inhomogeneous source term. With this approach, we discuss the transmission properties of the condensate in waveguides with a single constriction (quantum point contact) as well as the resonant transport through a double barrier potential, acting as a Fabry-Perot-like interferometer for the condensate. It will be shown that especially in the latter case the nonlinearity in the Gross-Pitaevskii equation leads to a dramatic modification of the transmission spectrum.
14 sept. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Pierre Evesque (Laboratoire MSS-Mat, Ecole Centrale Paris, Châtenay-Malabry)
Gaz granulaires 3-d : quelques effets spécifiques liés à la dissipation
On discutera quelques résultats d'expériences récentes, obtenus en micro-gravité et sur terre, sur la dynamique d'un ensemble de billes (de 1 bille à quelques centaines). On montrera comment la dissipation joue un rôle important qui éloigne le gaz granulaire d'un comportement classique. En particulier, on cherchera à montrer que l' extension des concepts de thermodynamique classique tels que température, .... pose des problèmes spécifiques. On abordera les problèmes du billard, de clustering, de démon de Maxwell... On montrera en particulier que les notions d'ergodicité et de thermostat ne sont pas simples; et on comparera ces résultats expérimentaux aux simulations numériques et aux théories, ce qui risque de surprendre... On montrera enfin quel rôle important peuvent jouer les techniques spatiales dans ce domaine de recherche aussi bien appliqué que très fondamental. C'est pourquoi je tiens à remercier le CNES et l'ESA pour leur aide technique et financière, sans lesquels rien n'aurait pu se faire.
7 sept. 2004 à 11h LPTMS-Bât.100-ORSAY
Eugène Bogomolny (LPTMS)
Présentation des 4 articles suivants récemment parus:
"Spectral statistics of a quantum interval-exchange map" "Superscars" "Asymptotic behaviour of multiple scattering on an infinite number of parallel half-planes" "Multiplicities of periodic orbit lengths for non-arithmetic models"
20 juillet 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Boris Svistunov ( University of Massachussetts, USA )
Weak First-Order Superfluid-Solit Quantum Phase Transitions
22 juin 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Michael Tamm ( Moscow State University)
Statistics of randomly branched ideal polymer in a half-space
I'm going to present the general method for calculating a partition function of an ideal randomly branched polymer in an external field based on the summation of Mayer-like diagrammatic expansion of the aforementioned partition function. I will show then how this method can be used to calculate the equilibrium characteristics of a randomly branched polymer, such as the critical exponent for the partition function, the correlation functions, the gyration radius and the probability of junction points in the polymer, both in the bulk, when the external field $phi(x,y,z)=0$ and in the semi-space (i.e. near the impenetrable wall), when $phi(x,y,z)=0$ for $x>0$ and $phi(x,y,z)=infty$ for $x
15 juin 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Joseph Zyss ( Laboratoire de Photonique Quantique et Moléculaire, Institut d’Alembert, École Normale Supérieure de Cachan)
Microcavités lasers à base de polymères : modes guidés, chaos et influences des conditions géométriques
Le confinement de la lumière dans des structures photoniques aux dimensions transverses de l’ordre de la longueur d’onde présente des avantages conceptuels et pratiques qui expliquent son application systématique dans les dispositifs de traitement du signal optique dans le cadre de l’optique intégrée. Parmi les configurations possibles, les microcavités planaires susceptibles de confiner des modes équatoriaux dits « modes de galerie murmurante » « Whispering Gallery Modes » connaissent un grand développement et notre Laboratoire s’est orienté vers leur conception et leur élaboration à partir de matériaux organiques ( polymères et molécules fonctionnels) présentant de grands avantages en termes de faisabilité et d’efficacité. La souplesse de cette technologie permet de réaliser avec facilité des structures de géométries variées et par là de concevoir rapidement des structures permettant de tester des idées nouvelles sur le chaos et de contribuer ainsi à renouveler la problématique du billard électromagnétique. Les études expérimentales antérieures dans ce contexte portaient majoritairement, sinon même exclusivement, sur des structures de type micro-ondes de dimensions millimétriques avec annulation du champ aux bords métallisés de la cavité. Dans le présent contexte, le problème est considérablement enrichi par les conditions réfractives aux bords qui permettent selon les cas le couplage du rayonnement confiné vers l’extérieur par évanescence, réfraction ou diffraction. On traitera dans le cadre de cet exposé de différentes situations expérimentales intéressantes à cet égard, telles que les microcavités polygonales ou de type ARC’s (« Asymmetric Resonnant Cavities ») dont la déformation à partir d’un micro-disque circulaire fait apparaître des comportements chaotiques paradoxalement associés à des configurations de couplage reproductibles et directives. Ces différents phénomènes seront évoqués à partir d’un modèle de type diffusion dans l’espace des phases (en représentation de Poincaré) confrontés à une approche expérimentale de pompage optique de ces microcavités et d’observation de détails fins de leur émission par le bord au travers d’un montage adapté
8 juin 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Jean-François Marckert ( Laboratoire de Mathématiques, Université de Versailles-St Quentin en Yvelines )
Trois exemples de convergence faible de structures combinatoires
Une idée, afin de connaître le comportement asymptotique de certaines structures combinatoires, consiste à les plonger dans un modèle continu; la limite du modèle continu permet alors de donner des renseignements sur le comportement asymptotique des gros objets. La convergence des marches aléatoires normalisées vers le mouvement brownien est un exemple de cette démarche: on normalise les marches aléatoires (en temps et en espace), on les interpole (pour les plonger dans C[0,1]), puis on montre une limite en loi dans C[0,1]. Dans cet exposé, si le temps le permet, je présenterai des démarches tout à fait semblables appliquées à trois modèles combinatoires: -- convergence des arbres de Galton-Watson (conditionnés par la taille et normalisés) vers l'arbre continu (d'Aldous). -- convergence des marches branchantes (normalisées) vers le serpent brownien (de processus de durée de vie, l'excursion brownienne). -- convergence des quadrangulations ayant $n$ faces (normalisées) vers une carte continue: la carte brownienne
26 mai 2004 à 11h00 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Nicolas Pavloff (LPTMS)
Laser à atomes et phénomènes de transport atypiques dans les condensats de Bose-Einstein
Je présenterai la phénoménologie du "laser à atomes" et discuterai certaines propriétés de transport liées aux spécificités de ce système (en particulier les aspects non-linéaires et la superfluidité).
25 mai 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Stéfano Ruffo ( Université de Florence, Italie)
Equilibre, quasi-équilibre et métastabilité dans des systèmes avec interactions à longue portée
Le traitement thermodynamique des systèmes avec interactions à longue portée a été considéré pour longtemps impossible à cause de leur non additivité intrinsèque. Néanmoins, on dispose aujourd'hui de méthodes pour au moins résoudre exactement certains modèles de champ moyen dans l'ensemble microcanonique et canonique. La limite thermodynamique qu'en résulte est quand même surprenante et montre inéquivalence d'ensembles, chaleur spécifique négative, sauts en température En plus, le temps de relaxation à l'équilibre statistique diverge avec la taille du système et on observe le système piégé pour longtemps dans des états de quasi-équilibre. La nature physique de ces états est partiellement décrite par la présence d'états stationnaires stables d'une équation de Boltzmann non collisionnelle. Une application de ce scénario au modèle de Colson-Bonifacio du laser à electrons libres permet un calcul réaliste des valeurs du facteur de regroupement des électrons et de l'intensité asymptotique du champ. Enfin, le temps de fuite des maxima locaux de l'entropie diverge exponentiellement avec la taille, et cela transforme la métastabilité en une stabilité effective même pour des systèmes de taille moderée.
24 mai 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Anita Mehta (S.N. Bose National Centre for Basic Sciences, Calcutta, Inde)
Glassy Dynamics of Granular Compaction
We present a stochastic model of dynamically interacting grains in one dimension, in the presence of a low vibrational intensity, to investigate the effect of shape on the statics and dynamics of the compaction process. Regularity and irregularity in grain shapes are shown to be centrally important in determining the statics of close-packing states, as well as the nature of zero- and low-temperature dynamics in this columnar model.
19 mai 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Sofian Teber ( Theoretical Physics Institute, Minneapolis )
Transport par sauts d’amplitude variable dans les cristaux électroniques
Je présenterai une théorie du transport d'électrons dans des systèmes quasi-unidimensionnels désordonnés (les "verres de Coulomb"). Ces derniers correspondent à des ondes de densité de charge (ODC) incommensurables dans un état fortement corrélé du type cristal de Wigner. Il s'agira plus particulièrement de décrire le transport continu, à basse température et dans le régime de la réponse linéaire, pour un champ électrique appliqué inférieur au champ seuil de glissement du cristal. Dans ce régime fortement accroché, je montrerai, sur la base de la physique des semiconducteurs dopés, que le cristal d'électrons parvient tout de même à ramper, au sein du paysage désordonné, par sauts d'amplitude variable. Cette théorie sera reliée à des expérimentations sur des ODC organiques.
18 mai 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Zeev Vager ( Weizmann Institute )
Bosons as the origin for giant magnetic properties of organic monolayers
Magnetization of hundreds of Bohr magnetons per molecule in monolayers is a new phenomenon. The physics behind this phenomenon is also new and explained in terms of (room temperature) condensate triplet bosons.
17 mai 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Emmanuel Trizac ( LPT-Orsay )
Quelques aspects statistiques de systèmes complexes : annihilation balistique et dispersions colloïdales
Cet exposé abordera deux thématiques distinctes. La première concerne la mécanique statistique hors d'équilibre : si la dynamique A+A->0 est bien comprise dans le cas d'un transport diffusif, il n'en va pas de même lorsque le mouvement est libre entre les collisions. Des exposants et fonctions d'échelle non triviaux émergent aux temps longs. Je présenterai une méthode analytique permettant de les calculer, ainsi qu'une comparaison avec les résultats de deux approches numériques complémentaires. Je montrerai également que pour ce processus, il est possible de définir des classes d'universalité indicées par une variable continue. La seconde partie de l'exposé relève de la matière molle. Nous discuterons, dans un cadre théorique unifié, deux questions controversées qui agitent la communauté des colloïdes depuis une dizaine d'années : d'une part, le problème de l'attraction effective entre macromolécules chargées ; d'autre part, la possibilité d'un point critique liquide/gaz dans les dispersions colloïdales.
14 mai 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Mohit Randeria ( Tata Institute of Fundamental Research, Mumbai, India )
A variational theory for the superconducting state of high Tc cuprates
I will describe a variational approach to gain insight into the ground state and low-energy excitations of a d-wave superconductor in the vicinity of a Mott insulator. This provides a natural explanation for magnitudes and the unusual doping dependences of various superconducting state properties including the energy gap, the transition temperature, the superfluid density, and the nodal quasiparticles
12 mai 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Jesper Lykke Jacobsen ( LPTMS )
Des modèles de boucles au voyageur de commerce
Nous présentons d'abord une mini-revue sur les modèles de boucles compactes et leurs applications. Ces modèles possèdent des degrés de liberté non locaux, mais on peut néanmoins les transformer en théories des champs locales, théories qui sont exactement solubles par des méthodes d'invariance conforme. Le couplage de tels modèles au désordre prend plusieurs formes. 1) La définition des modèles correspondants sur des réseaux aléatoires permet de produire des résultats exacts pour différents problèmes combinatoires (méandres, noeuds) dans la limite asymptotique. 2) Le couplage au désordre gelé fait contact au modèle de Potts aléatoire ainsi qu'aux polymères accrochés aux impuretés. 3) Un certain type de désordre fait le lien avec des problèmes issus de l'optimisation combinatoire. Dans une seconde partie de l'exposé, nous présentons en détail un exemple de cette dernière classe : le voyageur de commerce. Nous suggérons que le parcours optimal, dans le cas bidimensionnel euclidien, devient invariant conforme dans la limite de N large. Ceci détermine le comportement algébrique de la probabilité que le parcours zigzague plusieurs fois entre deux petites régions ainsi que les corrections sous dominantes à la longueur du parcours. Nous argumentons que la classe d'universalité correspondante coïncide avec celle des polymères denses, un problème exactement soluble. Cette identification mène à des prédictions pour le voyageur de commerce que nous vérifions en utilisant un nouvel algorithme de matrice de transfert.
11 mai 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Alain Arneodo ( Laboratoire de Physique - ENS Lyon )
De l’invariance d’échelle au chaos déterministe dans les séquences ADN
A l’aide de concepts et de techniques issus de la physique non linéaire et de l’analyse du signal, nous montrons qu’il est possible d’extraire des séquences d’ADN, des informations concernant la structure et la dynamique de la chromatine en relation avec les processus de transcription et de réplication. Dans la première partie de l’exposé, nous montrons que les propriétés d’invariance d’échelle et de corrélations à longue portée observées jusqu’à des distances de l’ordre de 20-30 kilo-nucléotides (kn) sont la signature de la structure nucléosomale de la fibre de chromatine de 30 nm. Dans la deuxième partie de l’exposé, nous abordons l’étude de la structure à grande échelle du génome humain en explorant la complexité des séquences ADN des chromosomes 11, 14, 21 et 22 sur des distances de plusieurs dizaines de millions de nucléotides. Cette étude temps-fréquence met en évidence l’existence de rythmes, de périodes fondamentales 100±20 kn et 400±50 kn , reflétant une organisation spatiale et directionnelle des gènes en amas fortement co-orientés. L’utilisation des techniques classiques de la théorie des systèmes dynamiques permet de montrer que les oscillations non linéaires observées, présentent toutes les caractéristiques de comportements chaotiques déterministes. Ces résultats nous conduisent à proposer une description alternative de nature déterministe à la modélisation aléatoire classique de la fibre de chromatine basée sur la théorie statistique des polymères et de sa dynamique en termes de processus diffusif : en coordination avec la structure et la dynamique de la chromatique, la chronologie des processus de réplication et de transcription et par suite l’expression des gènes seraient gérées par une simple horloge non linéaire chaotique.
10 mai 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Giancarlo Franzese (Departament de Fisica Fondamental, Universitat de Barcelona)
Liquid-liquid phase transition: from water and phosphorus to DNA-coated colloids and biological solutions.
The possibility of a liquid-liquid (LL) phase transition has been taken into consideration for anomalous liquids, i.e. liquids with a non-standard behavior for thermodynamics quantities. A typical example is water, with the anomalous increase of isobaric density for decreasing temperature. However, in the last years experiments and theories have shown a LL phase transition, or results consistent with it, for more and more systems, including atomic and molecular liquids (P, C, Si, SiO2), star-polymers solutions, DNA-coated colloids, protein solutions, or, to some extent, liquid metals (e.g. Co). I will show that the anomalous behavior of water-like liquids implies the theoretical existence of a LL critical point, while the opposite relation is not valid : the existence of a LL critical point does not imply the anomalous density behavior. Hence, a LL phase transition can occur even in standard liquids. Next, I will present different mechanisms for the LL phase transition, one based on a general isotropic attractive soft-core potential, and I will show how the occurrence of a LL critical point in the metastable liquid phase affects the crystal nucleation, a relevant problem in systems such as protein solutions.
4 Mai 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Michel Pleimling ( Université Erlangen-Nuremberg )
Dynamique hors équilibre : les phénomènes de vieillissement et le comportement d’échelles dynamiques
Les phénomènes de vieillissement sont observés dans une très vaste classe de systèmes se trouvant hors équilibre, allant des verres de spins aux systèmes ferromagnétiques. Par exemple, lorsqu’on trempe un corps ferromagnétique depuis une très haute température vers une température T inférieure ou égale à Tc ( Tc, positive, est la température critique), on observe une relaxation très lente du système vers son état d’équilibre. Les détails de cette relaxation dépendent de toute l’histoire thermique du système. C’est cette brisure de l’invariance par translation dans le temps qui est appelée vieillissement. Le vieillissement s’exprime par le fait que les fonctions de corrélation et les fonctions de réponse dépendent d’une façon non triviale de deux temps différents. Dans ce discours je discute le comportement d’échelles de ces fonctions à deux temps. En particulier, je démontre que les transformations d’échelles globales peuvent être généralisées à des transformations d’échelles locales, ce qui permet de prédire les fonctions d’échelles des fonctions à deux temps. Ces prédictions sont comparées, entre autres, à des fonctions d’échelles obtenues dans des simulations du modèle d’Ising, et ceci aussi bien au point critique que dans la phase à basse température. Enfin, je discute les fonctions à deux temps dans les verres de spins et je montre qu’à la transition du verre de spins la phénomologie du comportement d’échelles est comparable à celle des systèmes ferromagnétiques critiques.
27 avril 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Jérôme Cayssol ( LPTMS-LPS )
Théorie des jonctions SFS à forte polarisation de spin
Pour des raisons techniques, l'effet Josephson SFS (supraconducteur / ferromagnétique / supraconducteur) a principalement été étudié dans le régime de faible polarisation de spin. Dans ce cas, la réflexion d'Andreev aux interfaces FS est complète et la théorie quasi-classique prévoit des oscillations du courant critique en fonction de la longueur du ferromagnétique et de son énergie d'échange. Nous avons étudié le passage vers le régime de forte polarisation de spin. Pour essayer de décrire les expériences, cette étude était nécessaire car les métaux ferromagnétiques Fe, Co, Ni ont des polarisations de spin élevées et certains matériaux sont même totalement polarisés en spin en vue d'applications à la "spintronique". Au fur et à mesure que l'énergie d'échange augmente, le mécanisme d'Andreev est supprimé pour des électrons se déplaçant sur des trajectoires quasi-classiques trop inclinées. Lorsque l'énergie d'échange est égale ou supérieure à l'énergie de Fermi, la réflexion d'Andreev est supprimée pour toutes les trajectoires et le courant Josephson s'annule. Nous avons d'abord étudié la jonction SFS balistique à un canal à l'aide des équations de Bogoliubov-de Gennes. Nous avons pu en déduire comment généraliser la théorie de Buzdin des jonctions SFS balistiques à des champs d'échange arbitraires.
20 avril 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Neil O’Connell ( Warwick )
Some reflections on Brownian motion
Pitman (1975) showed that, if (B(t), t>0) is a one-dimensional Brownian motion and I(t) is the infimum up to time t, then B-2I is a three-dimensional Bessel process, that is, it has the same law as the norm of a three-dimensional Brownian motion.. I will describe a multi-dimensional generalisation of this result which gives a representation for Brownian motion in a Weyl chamber as a certain path-transformation applied to the corresponding Euclidean Brownian motion. . This is joint work with Ph.. Biane and Ph.. Bougerol and builds on earlier work of Bougerol and Jeulin (2002) and O'Connell and Yor (2002). I will also describe some connections with random matrices and longest increasing subsequence problems
6 avril 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Kay Wiese ( LPT-ENS )
Dynamique dans un monde désordonné
Nous discutons le comportement d'une variété élastique dans un potentiel aléatoire, comme prototype de système désordonné. Ce modèle décrit des systèmes physiques aussi divers que les ondes de densité de charge, les parois de domaines magnétiques, les polymères dirigés (équivalent à l'équation KPZ), le décrochage d'une ligne de contact, etc.. Le défi théorique est que la méthode de perturbation standard mène à des résultats absurdes. Pour y échapper, il faut suivre toute la distribution du désordre (renormalisation dite fonctionnelle). Nous décrivons des succès récents, en théorie de perturbation au delà d'une boucle, en focalisant sur la dynamique hors équilibre.
30 mars 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Jean-François Joanny (Institut Curie)
Tubes de membranes
La formation de tubes à partir de membranes dans les cellules semble être un élément important du trafic intracellulaire. Des expériences récentes montrent aussi que des tubes peuvent se former dans les tissus entre les cellules. Nous discutons dans ce séminaire plusieurs aspects théoriques des tubes de membranes en relation avec plusieurs expériences effectuées à l'Institut Curie. -La formation de tube se fait souvent à partir de moteurs moléculaires accrochés à la membrane et qui exercent une force en avançant le long de microtubules. -La rupture des tubes ne semble exister que pour des tubes inhomogènes dans lesquels s'est produite une séparation de phase. Nous montrons comment la rupture est reliée aux discontinuités de propriétés élastiques à une interface le long du tube. -Des tubes peuvent être aussi formé à partir de vésicules artificielles. Des réseaux de vésicules connectés par des tubes ont ainsi été fabriqués dans le groupe de O.Orwar pour des applications de types nanofluidiques. Nous discutons l'hydrodynamique de ces tubes et la formation des vésicules.
23 mars 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Benoit Douçot ( LPTHE Jussieu )
Chats de Schrodinger macroscopiques dans des réseaux de jonctions Josephson frustrés
Depuis quelques années, de grands progrès expérimentaux ont permis la mise en évidence de superpositions cohérentes entre états macroscopiquement distincts dans des anneaux supraconducteurs. Ces effets quantiques permettent de concevoir des structures en réseau aux propriétés physiques remarquables. Certaines d'entre elles sont très bien décrites par des théories de jauge (avec un groupe de symétrie discret), dans un régime ou la dégénérescence de l'état fondamental est directement liée à la topologie de l'espace à deux dimensions associé au réseau. Ces dégénérescences s'avèrent être peu sensibles aux mécanismes de décohérence induits par les couplages à un environnement macroscopique. Cette immunité face à la décohérence laisse penser que de tels systèmes pourraient à terme servir de support à des opérations de "calcul quantique".
16 mars 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Thomas Gilbert ( INLN Sophia Antipolis )
Invariants statistiques en turbulence, cas de l’advection passive et active
Dans le cadre de l'advection d'un scalaire passif par un champ de vitesse turbulent, il a été démontré dans un contexte général que les lois d'échelle des fonctions de corrélation du scalaire passif sont déterminées par des fonctions statistiquement préservées dans le temps. Partant d'un tel exemple, je discuterai l'application des concepts qui en découlent à certains exemples d'advection active. J'évoquerai également comment des modèles Lagrangiens de fluides turbulents peuvent se prêter à la généralisation de ces théories.
9 mars 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Yvan Castin ( Laboratoire Kastler Brossel ENS Paris )
Les gaz d’atomes fermioniques : résultats et perspectives
L’étude expérimentale des gaz de Fermi dégénérés est actuellement en progression très rapide, grâce à la possibilité de manipuler à volonté l’amplitude des interactions entre atomes par une résonance de Feshbach. Les perspectives ouvertes par ces expériences sont prometteuses, comme l’observation d’une transition BCS dans un gaz atomique et l’étude du régime de couplage fort intermédiaire entre le régime BCS et le régime de condensation de Bose-Einstein de molécules. Nous décrirons un modèle simple permettant d’identifier les différentes phases du gaz accessibles dans l’expérience et de situer les différents résultats expérimentaux existants. Nous présenterons quelques idées pour atteindre et observer la transition BCS dans ces systèmes. Nous discuterons enfin les résultats que nous avons obtenus récemment par Monte-Carlo quantique sur les propriétés de cohérence et de corrélation d’un gaz de fermions en interaction à 1D, en les comparant aux prédictions de plusieurs méthodes approchées existantes.
2 mars 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Romain Attal (LPTHE-Jussieu)
Une approche géométrique du problème des quatre couleurs.
Le théorème des quatre couleurs nous apprend que pour toute carte finie du globe, quatre couleurs sont suffisantes pour colorier ses pays sans que deux pays limitrophes aient la même couleur. La démonstration (Appel & Haken, 1977) se fait par ordinateur et laisse un sentiment de manque conceptuel. Nous présenterons une approche nouvelle de ce problème en interprétant le nombre de bons coloriages comme le résultat d'un transport parallèle au-dessus de l'espace des boucles de la triangulation duale du graphe des frontières, que l'on peut supposer trivalent. Nous introduirons les notions mathématiques requises pour construire l'espace fibré où ce théorème trouve son interprétation naturelle et nous étudierons les symétries de cet espace afin d'esquisser une preuve algébrique du théorème (qui reste à compléter ... ).
24 fev. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Jens Marklof (University of Bristol)
Intermediate statistics in quantum maps
We present a one-parameter family of quantum maps whose spectral statistics are of the same intermediate type as observed in polygonal quantum billiards. Our central result is the evaluation of the spectral two-point correlation form factor at small argument, which in turn yields the asymptotic level compressibility for macroscopic correlation lengths.
10 fev. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Olivier Giraud ( University of Bristol)
Orbites diffractives dans les billards isospectraux
Les domaines isospectraux sont des régions non-isométriques de l'espace ayant le même spectre (ensemble des valeurs propres de l'opérateur de Laplace-Beltrami). L'existence de tels domaines était connue pour des variétés riemanniennes, mais ce n'est qu'en 1992 qu'un exemple de paire de billards isospectraux (domaines dans le plan euclidien) a été produit (Gordon et al). D'autres exemples, basés sur le même principe, ont suivi en 1994 (Buser et al).Il a été prouvé pour chaque paire de billards que le spectre des longueurs, c'est-à-dire l'ensemble des longueurs des orbites périodiques, coïncide également. Cependant, une telle correspondance ''bi-univoque'' n'existe pas entre les orbites diffractives. Nous allons, après avoir établi une relation entre les fonctions de Green d'une paire de billards isospectraux, montrer comment chaque trajectoire diffractive de l'un des billards correspond en fait à 3 trajectoires diffractives dans l'autre billard.
3 fev. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Sang Wook Kim ( Seoul National University)
Decoherence from Internal Chaotic Dynamics
Usually decoherence originates from the coupling with an outer environment containing huge number of degrees of freedom. I would like to present that the classical-quantum correspondence of the center-of-mass motion of two coupled delta-kicked rotors is enhanced by its entanglement to the internal degree of freedom. The observed correspondence can be attributed to the decoherence obtained from the coupling with chaotic internal dynamics with a few degrees of freedom. In addition, I want to address a question : when and how the internal dynamics decohere the center-of-mass motion of a macroscopic object. It is also shown that weak localization of a macroscopic object in disordered potentials can be destroyed by such decoherence.
29 janv. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Albert Libchaber ( Rockefeller University of New-York )
Apport des outils de physique à la biologie :un survol du cas de Rockefeller
27 janv. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Albert Libchaber ( Rockefeller University of New-York )
20 janv. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Matteo Palassini (LPTMS)
Fluctuations and self-averaging in mean-field spin glasses
20 janv. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Jesper-Lykke Jacobsen (LPTMS)
Théorie des champs d’arbres et de forêts
20 janv. 2004 à 14h30 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Alain Comtet (LPTMS)
Distribution de probabilité de la hauteur maximale d’une interface dans le modèle d’Edwards-Wilkinson
9 janv. 2004 à 11h00 LPTMS-Bât.100-ORSAY
Yan Fyodorov (Brunel University,UK)
Complexity of Random Energy Landscapes, Glass Transition and Absolute Value of Spectral Determinant of Random Matrices