Séminaires de Physique Statistique

communs au L.P.T. et au L.P.T.M.S.

Séminaires de physique statistique ayant eu lieu au LPT et LPTMS en 2003-2004. 


    eudi 22 janvier
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Jeudi 18 septembre
au LPT à 14 heures 
M. Deem (Rice University, USA)

Titre: Sequence Space Localization in the Immune System Response to Vaccination and Disease

Résumé: The immune system is a real-time example of an evolving system that navigates the essentially infinite complexity of protein sequence space. How this system responds to disease and vaccination will be discussed. Of particular interest will be the case when vaccination leads to increased susceptibility to disease. This phenomenon will be related to localization of the immune system in antibody sequence space. A brief background on bioinformatics, and the role that physical sciences play, will also be given.

Jeudi 25 septembre
au LPTMS à 14 heures 
S. Franz (ICTP, Trieste, Italie)

Titre: Interpolating methods in diluted spin glasses and stochastic stability

Résumé: Recent advances in mathematical physics of spin glasses have allowed to demonstrate the Parisi ansatz for the Sherrington-Kirkpatrick model. The proof is based on an interpolation method introduced by Guerra. In this talk I will show how to extend this technique to spin models on diluted random graphs. These include spin-glass models as the Viana-Bray model or diluted p-spin, as well as computer science model of K-satisfiability for which replica/cavity solutions have been recently provided. At present the interpolation techniques allows to prove that the results of the replica/cavity method provide free-energy lower bounds, it is hoped that in a near future it will allow to confirm the replica/cavity ansatz.

Jeudi 2 octobre
au LPT à 14 heures 
O. Martin (LPTMS)

Titre:Statistical properties of 3-Max-Sat

Résumé: Within the standard random 3-SAT framework, we enumerate all the ground states of small samples to probe their organization. Of particular interest is the behavior of the backbone (set of "frozen" variables) and the distribution of Hamming distances between solutions. (Work in collaboration with A. Pagnani and F. Zuliani.)

Jeudi 9 octobre
au LPTMS à 14 heures 
Z. Ràcz (Theoretical Physics, Eotvos University, Budapest)

Titre: Nonequilibrium dynamics of the transverse Ising and XX chains at zero temperature

Résumé: Exact results are presented for the steady-states of the transverse Ising and XX chains constrained to carry energy- or magnetization fluxes. Correlations, magnetization profiles, dynamic scaling of fronts, and the distribution functions are studied with emphasis on searching for distinct nonequilibrium features in the steady-state properties.

Jeudi 16 octobre
au LPT à 14 heures 
T. Emig (Institute for Theoretical Physics, Cologne University)

Titre: Test of Replica Theory: Thermodynamics of 2D Systems with Quenched Disorder

Résumé: The replica trick is a common tool to study disordered systems like spin glasses or elastic objects in a random potential. It relies on assumptions as, e.g., the analyticity in the replica number, which in general are uncontrolled. Therefore it is important to study sufficient simple but generic model glasses for which the general concepts can be tested.
In this talk a planar system of elastic strings pinned by disorder and the random bond dimer model on a square lattice are examined. Whereas the first system can be studied by a Bethe ansatz for an equivalent SU(N) fermi gas, the latter system is studied numerically by a polynomial algorithm which circumvents slow glassy dynamics. A mapping between the two systems is established which allows for a detailed quantitaive comparison of the replica theory predictions to simulation data. Over a wide range of disorder strength excellent agreement for various thermodynamic quantities is found. Realizations of the studied models include vortex lattices in superconductors, domain walls in incommensurate systems, rough crystal surfaces or frustrated Ising spin systems.
[1] S. Bogner, T. Emig, A. Taha, and C. Zeng, cond-mat/0309145
[2] T. Emig and S. Bogner, Phys. Rev. Lett. 90, 185701 (2003).
[3] T. Emig and M. Kardar, Nucl. Phys. B 604, 479 (2001).

Jeudi 23 octobre
au LPTMS à 14 heures 
M. Talagrand (Jussieu)

Titre: La solution de Parisi pour le modele SK

Résumé: On va tenter de donner un apercu des méthodes et des idées permettant de démontrer que l'énergie libre du modèle SK est bien celle prévue par Parisi.

Jeudi 30 octobre
au LPT à 14 heures 
M. Manghi (Physique Théorique, Munich)

Titre: Polyélectrolytes : longueur de persistance et adsorption d'une solution semi-diluée

Résumé: Nous abordons deux questions théoriques sur les polymères chargés:
1) le problème de la contribution électrostatique a la longueur de persistance d'un polylélectrolyte. En employant une approche variationnelle Gaussienne, nous montrons que celle-ci suit la dépendance en c^(-1) (où c est la concentration en sel) proposée par Odjik Skolnick et Fixman, a la fois pour les polymères rigides et pour les polymères flexibles. Nous discutons brièvement de l'effet de renormalisation de la charge pour les chaines très chargées.
2) l'adsorption de polyélectrolytes flexibles sur une surface de charge opposée à partir d'une solution semi-diluée. Nous montrons que l'existence d'une sous-couche externe formée de larges boucles induit une inversion de charge, phénomène utilisé expérimentalement dans la fabrication de multicouches.

Jeudi 6 novembre
au LPTMS à 14 heures 
C. Toninelli (Rome)

Titre: Kinetically constrained lattice gases and glassy dynamics: analytical results for the Kob-Andersen model

Résumé: After recalling kinetically constrained lattice gases and their relation with the dynamics of glass forming liquids, I introduce the Kob-Andersen model. I prove that in the thermodynamic limit an ergodic/non-ergodic transition cannot take place for this model in any finite spatial dimension. This scenario changes completely in the mean field approximation: in this case one can identify a critical density at which an ergodic-non ergodic transition takes place, analogous to the discontinuous dynamical transition for fully connected disordered systems. Finally I focus on characteristic time scales and show that the self diffusion coefficient cannot vanish at any finite density. For low enough density, percolation-type arguments lead to a power law decrease, while for higher densities a cross over to a slower behavior takes place since diffusion occurs through the cooperative motion of rare regions. The knowledge of the density dependent size and relaxation time of such regions, obtained through the ergodicity proof, lead to a formula for the self diffusion coefficient which is in very good agreement with numerical results.

Jeudi 13 novembre
au LPT à 14 heures 
M. Barthélémy (CEA)

Titre: Dynamique de la propagation d'épidémies dans les réseaux complexes

Résumé: La plupart des épidémies se propagent sur un réseau: les virus informatiques sur Internet, le SRAS sur le réseau des lignes aériennes et plus généralement les maladies infectieuses sur le réseau dit de "contact". La plupart de ces réseaux peuvent être très hétérogènes et les résultats habituels connus en épidémiologie ne s'appliquent plus. Ainsi, il a été montré récemment que pour un réseau dont les fluctuations de connectivités sont très grandes, même une probabilité de transmission de l'infection très faible peut conduire à un nombre extensifs d'individus infectés. Ce résultat ne dit cependant rien quant à la dynamique de l'infection. Or il est important de comprendre le processus de propagation afin d'établir des stratégies d'immunisation optimales. Nous présentons donc ici notre étude récente sur le mode de propagation d'une épidémie sur des réseaux très hétérogènes et nous discuterons en particulier plusieurs résultats:
-La dynamique de la propagation est caractérisée par une échelle de temps typique;
-La propagation de l'épidémie dans le réseau passe par plusieurs stades que nous avons identifiés avec en particulier une phase de "cascade" de l'infection vers les sites les moins connectés.
Enfin nous terminerons par une discussion sur l'effet des conditions initiales sur la propagation de l'épidémie.

Jeudi 20 novembre
au LPTMS à 14 heures 
A. Saint-Jalmes (LPS, Orsay)

Titre: Visite au coeur d'une mousse de savon: relations entre propriétés macroscopiques et processus microscopiques

Résumé: Chacun d'entre nous croise, probablement, quelques fois par jour une mousse aqueuse : que ce soit avec un shampoing, du savon, dans notre nourriture (dessert, boissons...), dans les cosmétiques, ou les produits d'entretien.
En dépit de cette large utilisation quotidienne, beaucoup de propriétés des mousses sont encore mal connues. La complexité réside notamment dans l'existence de plusieurs échelles de taille dans une mousse et du couplage entre les processus intervenant à ces différentes échelles.
Au laboratoire, nous avons développé des techniques expérimentales permettant des études sur les différentes sous-structures d'une mousse.
Je présenterai quelques exemples de phénomènes macroscopiques dont l'interprétation nécessite des mécanismes associés à ces sous-structures, allant notamment jusqu'à l'échelle de l'interface liquide d'une bulle (quelques nm en épaisseur). 
Il s'agira de questions autour de la capacité d'une solution à former une mousse stable (moussabilité) et de l'évolution temporelle irréversible d'une mousse (vieillissement par drainage et par mûrissement). Les propriétés mécaniques des mousses seront aussi discutées, en cherchant à relier les mesures rhéologiques à la dynamique locale d'une bulle. 
Je décrirai enfin nos projets d'étude de mousses aqueuses en microgravité, et montrerai quelques résultats initiaux obtenus en vols paraboliques.

Jeudi 4 décembre
au LPTMS à 14 heures 
O. Dubois (LIP6, Jussieu)

Titre: En quoi la physique peut apporter une contribution unique et irremplaçable à des questions essentielles posées en informatique ?

Résumé: En tant qu'informaticien, j'essayerai, à la lumière des travaux développés au cours des cinq dernières années, notamment sur le problème de Satisfaisabilité qui est le problème central en théorie de la complexité, de donner l'idée que des problèmes posés initialement en informatique seraient par nature pluridiciplinaires en ce sens que leur résolution complète nécessiterait les contributions uniques et irremplaçables de différentes disciplines, informatique, physique, mathématique, ... Dans cette hypothèse j'essayerai d'évoquer quelques questions essentielles étudiées aujoud'hui en informatique qui pourraient (selon l'inspiration) bénéficier de l'apport de la physique et produire brusquement une avancée significative. Cette reflexion est destinée à produire un échange, à soulever des questions ... à susciter un débat aussi stimulant que possible pour tous ceux intéressés par cette interdisciplinarité.

Vendredi 19 décembre
au LPT à 14 heures 
ATTENTION
JOUR EXCEPTIONNEL
J. Barré (Los Alamos National Laboratory, Theoretical Division)

Titre: Interactions à longue portée et mécanique statistique hors équilibre. Application à un modèle de laser à électrons libres.

Résumé: Les effets des interactions à longue portée sur la thermodynamique et la dynamique ont été étudiés depuis longtemps dans différents domaines~: astrophysique, modèles de points vortex, systèmes totalement couplés par exemple. Comprendre les points communs entre ces différents systèmes permet d'identifier de nouveaux champs d'application possibles des concepts et méthodes déjà élaborés. Nous suivons cette démarche pour étudier un modèle simple décrivant la dynamique d'un laser à électrons libres, et présentons une nouvelle approche, de nature statistique, pour l'étude de son état saturé. Cette méthode, qui fait appel à la mécanique statistique de l'équation de Vlasov, met en évidence des analogies profondes avec la théorie de la relaxation violente en astrophysique et en turbulence bidimensionnelle.
Ce travail a été effectué en collaboration avec Thierry Dauxois (ENS Lyon), Giovanni De Ninno (Synchrotron Trieste, Italie), Duccio Fanelli (Karolinska Institute, Suéde), Stefano Ruffo (Facoltà di Ingegneria, Florence, Italie) et Yoshi Yamaguchi (Université de Kyoto, Japon).

Jeudi 8 janvier
au LPTMS à 14 heures 
F. L. Toninelli (Eurandom, Eindhoven)

Titre: The Kac limit for finite-range spin glasses

Résumé: I consider a finite range spin glass model in arbitrary dimension, where the strength of the two-body coupling decays to zero over some distance 1/gamma. I will prove that, under mild assumptions on the interaction potential, the infinite-volume free energy of the system converges to that of the Sherrington-Kirkpatrick model, in the Kac limit gamma->0. An analogous result holds for diluted finite dimensional spin glasses: in this case, there is convergence (in the Kac limit) to the free energy of the corresponding mean field diluted model. The proofs are based on simple interpolation techniques, which allow to understand easily the underlying physical mechanism. These results can be seen as a first step toward a rigorous expansion around mean field theory, for spin glass systems. This talk is based on work done in collaboration with F. Guerra and S. Franz.

Jeudi 15 janvier
au LPT à 14 heures 
F. Krzakala (Rome)

Titre: Coloriage de graphes aléatoires, seuils statiques et dynamiques

Résumé: Le coloriage de graphes est un problème très simplement posé: considérons un graphe et un nombre de couleurs q; est-il possible de colorier chaque noeud du graphe de façon à ce que deux noeuds connectés n'aient pas la même couleur ? Dans le cas des graphes planaires Appel et Haken ont prouvé que 4 couleurs suffisent. Un autre cas intéressant est celui des graphes aléatoires.
En physique statistique, un tel problème est équivalent à un modèle de Potts anti-ferromagnétique à température nulle et peut être étudié par des techniques issues des verres de spins en champ moyen, comme la méthode de la cavité. On peut alors calculer des seuils statiques (la connectivité critique c(q) au dessus de laquelle un (grand) graphe n'est plus coloriable avec seulement q couleurs) ou dynamiques (comme les énergies minimales atteignables par les algorithmes utilisés pour étudier ces problèmes).
Apres une rapide revue du sujet, je présenterai une étude des effets de brisures plus importantes de la symétrie des répliques sur la solution dite "brisure à un pas", en insistant notamment sur les valeurs des seuils de coloriage statiques et dynamiques et sur les résultats asymptotiques pour un grand nombre de couleurs.

Jeudi 22 janvier
au LPTMS à 14 heures 
A. Flammini (SISSA, Trieste)

Titre: Modeling of Protein Interaction Networks

Résumé: In the last few years, new experimental techniques have allowed the study of Protein Interaction Networks (PIN) on a scale comparable with that of the entire proteome of the simplest eukaryotic organisms, as Yeast. The available data offer a new and more global perspective on the functional "architecture" of the cell. I will briefly discuss some emerging topological features of PINs and introduce a model trying to mimick their evolution. At the same time I will discuss the possibility to predict the functionality of uncharacterized proteins taking advantage of their pattern of interactions.

Jeudi 29 janvier
Journées de Physique statistique à l'ESPCI, Paris
Jeudi 5 février
au LPT à 14 heures 
K. Mallick (SPhT, CEA Saclay)

Titre: Etudes de systèmes dynamiques stochastiques

Résumé: Nous étudierons l'effet d'une perturbation aléatoire sur des systèmes dynamiques non-linéaires, modélisés par une équation de Langevin du second ordre avec un bruit additif ou multiplicatif. Grâce à une extension de la méthode de moyenne adiabatique utilisée pour les systèmes déterministes, nous obtiendrons des formules analytiques pour la distribution de probabilité aux temps longs dans l'espace des phases. A la limite de faible dissipation, du fait de l'injection continue d'énergie par le bruit, les observables dynamiques (position, vitesse) croissent algébriquement avec le temps selon des lois de diffusion anormale, pouvant être calculées explicitement. Nous expliquerons pourquoi et comment des corrélations temporelles du bruit (bruit coloré) modifient ces lois aux temps longs. Enfin, nous déterminerons le diagramme de phase complet d'un modèle de bifurcation de Hopf stochastique, diagramme qui n'était jusqu'ici connu qu'à faible bruit, par des calculs perturbatifs.

Vendredi 13 février
au LPTMS à 14 heures 
ATTENTION
JOUR EXCEPTIONNEL
A. Maritan (Université de Padoue, Italie)

Titre: What determines the structures of native folds

Résumé: Physics has provided an understanding of the essential features underlying the phases of inanimate matter in terms of the principles of geometry and symmetry. Living matter is also governed by physical law. The hallmarks of life are information, replication, natural selection, and functionality. The DNA molecule is the repository of information. Base-pairing and the beautiful structure of the DNA molecule provides a splendid mechanism for replication. A similar simple understanding of the physics of protein molecules has been lacking. A physical system will be presented which, while devoid of the complexity one usually associates with proteins, nevertheless displays a remarkable array of protein-like properties. The constructive hypothesis that this striking resemblance is not accidental leads not only to a unified framework for understanding protein folding, amyloid formation and protein interactions but also has implications for natural selection.

Jeudi 19 février
au LPT à 14 heures 
A. Lefèvre (Oxford)

Titre: Diffusion de particules browniennes en interaction

Résumé:

Jeudi 4 mars
au LPT à 14 heures 
V. Ballenegger (Cambridge)

Titre: Effets d'écran dans des fluides diélectriques classiques et quantiques

Résumé: Les liquides polaires jouent un rôle important en Chimie-Physique et en Biologie à cause de leur rôle en tant que solvant. L'effet d'écran diélectrique est particulièrement marqué dans le cas de l'eau (epsilon ~80), mais du fait de son comportement complexe, lié à la formation d'un réseau de liaisons hydrogène, de nombreux travaux se sont concentrés sur des modèles simples de fluides polaires, composés de molécules sphériques portant un dipôle ponctuel. Un dipôle étendu pourrait toutefois mieux représenter la distribution réelle de charge, particulièrement dans le cas de molécules diatomiques. Je présenterai des résultats de simulations de Dynamique Moléculaire qui mettent en évidence l'influence de l'élongation du dipôle sur diverses propriétés du fluide, notamment la constante diélectrique.
La description de l'effet d'écran diélectrique est facilitée dans le cas d'un système classique par le fait que le fluide est composé de molécules (polaires et/ou polarisables) préformées et indissociables. Au niveau fondamental, la force de Coolombssiqutoutefois .ase istedois 0au fics hsr la distr parO-(a e foldsit3 ') polnt ds etux-eudssues eonstante diélseen

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Jeudi 4 mars
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