Options S4 Systèmes Complexes - Laboratoire Matière et Systèmes

Options S4 Systèmes Complexes ACTIVE AND PASSIVE PARTICULATE SYSTEMS: FROM GRANULAR MATTER TO FLOW OF MICRO‐ORGANISMS E. Clément(Prof. P6) et A. Lindner (Prof. P7) 1.Hydrodynamics of dry granular matter and granular suspension (rheology, collective effects and jamming); Fiber suspensions (single and 2.collective fiber dynamics, slender body theory, fluid‐structure interactions, collective effects, effective suspension properties); Active 3. suspensions (swimming of micro‐organisms, individual trajectories, collective effects, effective properties) ANALYSE STATISTIQUE DES DONNÉES C. Pouzat (Dr. CNRS) Initiation aux principales méthodes de la Statistique. Echantillonnage, maximum de vraisemblance, tests d’hypothèses statistique non paramétrique, mise en œuvre concrète avec Python ou R. DYNAMIQUE NON‐LINÉAIRE ET CHAOS TEMPOREL L. Tuckerman (Prof. P6) Bifurcation theory; Thermal convection and the Lorenz model; Symmetry reflection, Mappings and period‐doubling; Stripes, Patterns and instabilities; Fronts and reaction‐diffusion systems; Nonlinear "tourism". DYNAMIQUE STOCHASTIQUE ET THERMODYNAMIQUE NANOSCOPIQUE K. Sekimoto (Prof. P7) The course deals with the new foundations of nano‐scale thermodynamics along individual stochastic processes which has been developed since the late 1990's. After the basic descriptions of the framework, it will be applied to the hydrodynamics at small scale, the individual chemical reactions and catalyst actions, the biological nano‐machines, or the physics of single‐bit information processing. We will also adress the non‐equilibrium network, such as the first passage or exit problem, and also ``small world'' and/or ``scale free'' network (if time allows). This course is rather complementary to the ensemble approach and shed light on what are overlooked by the latter approach (e.g. the course which has been given by M. van Wijland). The present course will be adapted for the interdisciplinary fields (physics‐biology, physics‐chemistry interfaces, etc) and also for the theory‐experiment interface. The knowledge about the elementary macro‐thermodynamics and probability are assumed. INFÉRENCE, APPRENTISSAGE ET "BIG DATA" S. Franz (Prof. P6) Probabilités, Information, Physique Statistique, Graphes et réseaux; Détection des communautés et "clustering"; Problème inverse et inférence; Modélisation des données neuro‐biologiques; Reconstruction des interactions entre protéines; Repliement des protéines; Réseaux de Neurones et "Machine learning". MECANIQUE QUANTIQUE DES SYSTEMES COMPLEXES D. Ullmo (DR CNRS) Ce cours a pour but d'aborder l'étude des conséquences du chaos (un concept de mécanique classique) pour les systèmes quantiques. Ils se décomposent en trois grandes parties : I) Introduction au chaos classique (hiérarchie ergodique, transition vers le chaos, théorème de Poincaré Birkhoff, théorème KAM); II) Théorie des matrices aléatoires (notion de fluctuations spectrales, symétries et universalité, ensemble de Wigner et de Dyson); III) Densité spectrale et approximation semiclassiques (fonctions de Green semiclassiques, formules de trace de Gutzwiller et de Balian‐Bloch, lien avec les matrices aléatoires). Ces concepts trouvent des applications dans des domaines physiques très variés: effets de couches dans les noyaux atomiques et les agrégats métalliques, courants permanents dans des anneaux mésoscopiques; transport quantique et fluctuations de conductance, cavités microonde,etc.. dont certaines seront abordées dans le cours à travers l'étude d'articles de recherche. SYSTÈMES DÉSORDONNÉS L. Cugliandolo (Prof. P6) Statique et dynamique des milieux désordonnés : verres structuraux et verres de spin, phénoménologie des transitions vitreuses, vieillissement, température fictive, milieux élastiques désordonnés, verres atomiques, désordre gelé, théorie des répliques, verres de spins, couplages de modes, modèles de croissance (KPZ) THÉORIE STATISTIQUE DES CHAMPS ET MATIÈRE COMPLEXE J.‐B. Fournier (Prof. P7) Ce cours réintroduira au fil de l’eau les outils de la théorie statistique des champs pour les appliquer à la matière complexe : polymères semi‐flexibles, polymères flexibles (grande échelle), analogie avec les phénomènes magnétiques, renormalisation, universalité et lois d'échelles pour les polymères. Surfaces fluides, membrane biologiques, phase mésomorphes (nématiques), transitions de phase, défauts topologiques, modèles dynamiques. TURBULENCE S. Chibbarro (Mcf P6) Loi de Kolmogorov; Fonctions de structure; Intermittence inertielle et dissipative; Structures cohérentes et champ de pression; Filamentation ; Simulations numériques.