Laboratoire de Physique
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Agenda > Séminaires / Seminars > Ph. Statistique Dernier ajout : jeudi 2 octobre 2014.

Séminaire commun LPT/LPTMS 2006-2007

Les séminaires de Physique Statistique des Systèmes Complexes se tiennent le jeudi à 14 heures (sauf indication contraire), soit au LPT (bâtiment 210) en salle 114, soit au LPTMS (bâtiment 100A) en salle 201.

Contact pour les séminaires : Cécile Appert-Rolland et Marc Mézard.

-  Jeudi 5 Juillet à 14h au LPTMS

Vladimir I Fal’ko (Lancaster University)

PN junctions in graphene and Veselago lens for electrons

-  Jeudi 28 Juin à 14h au LPT

Kavita Jain (Weizmann Institute of Science, Israel))

Deterministic and stochastic regimes of asexual evolution on rugged fitness landscapes

We pose the question : to what extent and under what conditions is the course of biological evolution predictable ? The answer to this question is not obvious due to the interplay of deterministic selection and stochastic mutations. We address this issue for an initially maladapted asexual population evolving on fitness landscapes with many local optima. We find that whether the evolutionary trajectory is deterministic or stochastic depends on the effective mutational distance up to which the population can spread in the genotype space. We identify three broad regimes based on this distance : (i) deterministic quasispecies regime(ii) crossover from local quasispecies to stochastic evolution (iii) fully stochastic case.

-  20-22 Juin 2007

En raison de la conference Traffic and Granular Flow ’07 organisee par le LPT, il n’y aura pas de seminaire cette semaine la.

Jeudi 14 Juin au LPTMS

Mark Bowick (Université de Syracuse, SPhT)

Geometry, Universality and Defects in Soft Matter Architecture

Particles on a planar surface usually pack into a simple triangular lattice. How does this change if curvature is switched on ? The minimum energy configuration for repulsively interacting particles on curved surfaces is a challenging problem with applications to a variety of biological, chemical and condensed matter systems. I will discuss the universal proliferation of novel defect arrays ("scars") in the ground state of crystals of a variety of topologies, including experimental results for self-assembled spherical colloidal crystals and nematics as well as paraboloidal soap bubble rafts. Defect arrays may aid in the design of mesoatoms for supra-molecular assembly. Finally I will discuss the kinetics of scar formation and the instability of interstitials in curved space.

-  Lundi 4 Juin 2007

Séminaire de la fédération de physique statistique Paris-Sud

-  Jeudi 31 Mai 2007 au LPT


Hydrodynamic description of fluctuations in granular matter

Starting from the hierarchy of equations for microscopic densities in phase space, a general theory for fluctuations in a dilute granular gas of hard particles is developed. Then, the particular case of the homogeneous cooling state is addressed. Explicit expressions for some distributions describing the presence of velocity correlations are obtained. These correlations are inherent to the dissipative dynamics of the collisions. The implication for the behavior of the total energy of the system are analyzed and the results are expressed in terms of a fluctuation-dissipation theorem. The theoretical predictions are shown to be in agreement with results obtained by molecular dynamics simulations, which also indicate that energy fluctuations are well described by a Gaussian distribution if the system is far apart of the clustering instability. When the system is near the threshold of the clustering instability the simulations shows that that the relative dispersion of the energy fluctuations exhibit a power-law divergent behavior. Moreover, the probability distribution of the fluctuations presents data collapse as the system approaches the instability, for different values of the inelasticity. The function describing the collapse turns out to be the symmetric of the one found in several molecular equilibrium and nonequilibrium systems. Finally, we will see that this kind of behavior can be understood with Fluctuating Hydrodynamic.

-  Jeudi 3 Mai 2007

Séminaire de la fédération de physique statistique Paris-Sud

-  Jeudi 12 Avril 2007 au LPT

Andrei A. Fedorenko


A functional renormalization group approach to systems with long-range correlated disorder

The Functional Renormalization group (FRG) is a promising new method, which can handle disordered systems even when other methods fail due to glassy behavior, existence of multiple minima, ``dimensional reduction’’, etc. It allows one to compute phase diagrams, critical exponents and even universal distributions of observables. Most FRG studies are restricted to uncorrelated point-like disorder. Real systems, however, often contain extended defects in the form of linear dislocations, planar grain boundaries, three-dimensional cavities, etc. We generalized FRG to study the statics and dynamics of elastic manifolds in media with long-range correlated disorder. In contrast to uncorrelated disorder, at depinning the velocity-versus-force exponent can be larger than unity as is observed in experiments. The statistical tilt symmetry is broken at two-loop order resulting in a nontrivial response to a transverse tilting force. We also studied the long-distance properties of $O(N)$ spin systems with long-range correlated random fields and random anisotropies. Below the lower critical dimension, there exist two different types of quasi-long-range-order with zero order-parameter but infinite correlation length.

-  Lundi 2 Avril 2007

Séminaire de la fédération de physique statistique Paris-Sud

-  Jeudi 29 Mars 2007 à 14 h au LPTMS

Massimo Vergassola

(Institut Pasteur)

Motility and Information Processing : Biomimetic Strategies

Animals sensing odors in air or water detect them only intermittently as patches of odor sweep by, carried by winds and currents. The searcher must then devise a strategy of movement based upon sporadic cues and partial information. We discuss a search algorithm, infotaxis, designed to work under such conditions. The idea is that the rate of acquisition of information on source location, can play the same role as local concentration in bacterial chemotaxis. Infotaxis maximizes the expected local rate of information gain and the resulting trajectories feature zigzagging and casting paths similar to those observed in flights of moths and birds. The proposed search algorithm is relevant to the design of olfactory robots with applications to detection of chemical leaks and explosives. The general idea of infotaxis can be applied more broadly in the context of searching with sparse information and provides a framework for quantitative understanding of the balance between the competing exploration and exploitation behaviors in learning processes.

-  Jeudi 22 Mars 2007 à 14 h au LPTMS

Jean-Philippe Bouchaud

Matrices de correlations aléatoires, queues lourdes et applications en finance

-  Jeudi 15 Mars 2007 à 14 h au LPT

Francesco Ginelli (CEA Saclay)

Collective motion in self-propelled living organisms and granular matter

Flocking, the collective coherent motion of a large number of agents or organisms is one of the most ubiquitous phenomena in nature. It ranges from schools of fishes and flocks of birds to gliding myxobacteria and elongated granular matter driven by an external force. Here we concentrate on the universal features of this phenomenon beyond the specific details of each situation. To this aim we study a class of minimal microscopic model in which point-like self-propelled agents communicate by local interaction rules only. It is shown that, upon changing the density of the flocking or, equivalently, the amount of environmental noise, a transition from disordered to collective motion takes place. Analysis is carried on in both two and three spatial dimension and the peculiar out of equilibrium properties of the ordered collective phase are investigated via numerical simulations.

-  Jeudi 8 Mars 2007 à 14 h au LPTMS

Vivien Lecomte (MSC)

Thermodynamique des histoires : application aux systèmes présentant une dynamique vitreuse

À l’échelle macroscopique, pour décrire la plupart des propriétés des systèmes à l’équilibre, il n’est pas nécessaire en général de connaître les détails de la dynamique microscopique sous-jacente. Ce n’est plus le cas lorsqu’on s’intéresse à des systèmes qui possèdent un état absorbant ou dont la dynamique présente des caractéristiques vitreuses.

Nous expliquerons comment transposer en physique statistique certains outils de la théorie des systèmes dynamiques, dans le cadre des dynamiques markoviennes en temps continu. Cette approche consiste essentiellement à étudier les fluctuations des histoires d’un système, et non plus seulement celles de ses configurations. Sur plusieurs exemples de systèmes vitreux (modèles cinétiquement contraints), nous montrerons que ces outils donnent un éclairage original sur l’existence de temps de relaxation anormaux ou de longueurs de corrélation dynamiques divergentes.

-  Jeudi 1er Mars 2007

Séminaire de la fédération de physique statistique Paris-Sud

-  Jeudi 15 Février 2007 à 14 h au LPT

Olivier Dauchot

Dynamique vitreuse et hétérogenéités dynamiques dans un milieu granulaire dense.

Plusieurs observations experimentales indiquent des comportements macroscopiques similaires (dynamique lente, vieillissement) entre les milieux granulaires denses au voisinage de la transition dite de "jamming" et les liquides surfondus au voisinage de la transition vitreuse. Pourtant les dynamiques microscopiques de ces systemes sont a priori tres differentes : activation thermique dans le cas des liquides, forcage mecanique et dissipation dans le cas des milieux granulaires.

Dans un premier temps, nous avons montre que les proprietes de diffusion au sein d’un systeme granulaire dense sont en tous points identiques a celles observees dans les liquides structuraux au-dela du regime d’activation thermique. En particulier nous avons pu identifier le regime sous-diffusif correspondant a une dynamique de piegeage, observee par ailleurs directement sur les trajectoires. Dans un second temps, tirant parti de cette similarite, nous avons realise la premiere mesure experimentale du champ spatial de correlation temporelle au sein d’un systeme de grains. Ceci nous a permis de mettre en evidence et de quantifier la presence d’heterogeneites dynamiques, caracterisees par la dynamique collective d’une centaine de grains.

Ensuite nous presenterons la dependance a la densite du milieu de ces observations, a l’approche de la transition de jamming.

Nous discuterons enfin comment mettre a profit cette parente entre verres structuraux et milieux granulaire pour etudier le lien entre dynamique et structure dans ces systemes et presenterons quelques resultats recents a ce propos.

-  Lundi 5 Février 2007

Séminaire de la fédération de physique statistique Paris-Sud

-  Jeudi 1er Février 2007

Arndt Benecke (Institut des Hautes Etudes Scientifiques & Institut de Recherche Interdisciplinaire - CNRS FRE 2963)

Chromatin code, local non-equilibrium dynamics, and the emergence of transcription regulatory programs

Chromatin is a, if not the hallmark of eukaryotic life. Any molecular process entailing genomic DNA or the nucleus by default provokes or depends on chromatin structural dynamics on various space and time scales. Chromatin dynamics are result of changes in the physico-chemical properties of the chromatin constituents themselves or the nuclear environment. Chromatin has been found in the former case to undergo many different covalent enzyme mediated chemical modifications. Their identification sheds light on the molecular mechanisms and the physico-chemical properties underlying chromatin dynamics, and allows the development of quantitative models for the chromatin fiber. The abundance of the different modifications, their dynamics, and short as well as long range correlation phenomena between different modifications also point to a second layer of genomic coding implemented at the level of chromatin. Especially, gene regulatory coding seems to depend on such a second level code. The information theoretical properties of chromatin in the context of gene regulatory coding are discussed. A model for the emergence of cellular differentiation from the intricate interplay between genomic and chromatin code is presented and discussed in light of recent experimental insights.

-  Jeudi 18 Janvier 2007 à 14 h au LPT

Andrea Gambassi (Max-Planck Institute, Stuttgart)

Aging and persistence in the non-equilibrium critical relaxation of the Ising model

Aging phenomena characterize the non-equilibrium dynamics of many disordered and complex systems (glasses, amorphous polymers, etc). Nevertheless, similar behaviors are also observed in much simpler cases such as pure ferromagnets quenched at their critical points, where the emerging universality allows a quite detailed investigation of several aspects of the non-equilibrium dynamics. The talk focusses on the field-theoretical approach as a viable tool to study the aging behavior and the persistence properties of the Ising model.

-  Jeudi 21 Décembre à 14 h au LPTMS

Olivier Martin (LPTMS)

Evolution sur et des reseaux biologiques

La robustesse et l’innovation evolutive sont antagonistes mais omnipresentes dans le monde vivant, de l’echelle moleculaire a l’echelle ecologique. Je montrerai comment se fait le compromis dans deux cas d’ecole : celui des molecules d’ARN et celui des circuits de regulation geniques. Partant du mapping entre genotype (sequence d’ARN ou d’ADN) et phenotype (structure secondaire de l’ARN ou niveaux d’expressions de genes), on construit le reseau neutre qui definit l’espace des genotypes accessibles. Une propriete etonnante de ce reseau est la grande variabilite de robustesse des genotypes, permettant a la selection naturelle d’amener une population naturelle a des phenotypes de robustesse elevee. Finalement, nous verrons aussi comment la structure topologique de ces reseaux permet l’innovation aux grandes echelles de temps.

-  Jeudi 14 Décembre à 14 h au LPT

Enrico Carlon (Interdisciplinary Research Institute et Polytech’Lille)

Thermodynamics of DNA Microarrays

DNA microarrays are used to determine the gene expression level of thousands of genes simultaneously. These devices are based on the hybridization of a DNA strand attached to a solid surface (the probe) and a complementary DNA or RNA strand (the target) in solution. In this talk I will review some recent work on the analysis of microarray data using a simple model of the underlying physical-chemistry of the hybridization process. The model takes into account both target-probe hybridization and the hybridization between partially complementary target sequences in solution. When appropriately plotted the experimental data tend to collapse into a single universal curve showing good agreement with the proposed model. This approach offers an alternative and more convenient way to calculate gene expression levels from experimental data, compared to available bioinformatics methods.

-  Lundi 4 décembre à 14h15 (SPhT)

Séminaire de la fédération de physique statistique Paris-Sud

-  Jeudi 30 novembre à 14 h au LPTMS

Rémi Monasson (LPT - Ecole Normale Supérieure)

Sur le probleme inverse de la marche aleatoire : application au probleme de Sinai avec derive.

Les marches aleatoires dans les potentiels desordonnes ont fait l’objet de nombreuses etudes. Dans ce seminaire on s’interessera au probleme inverse : comment predire le potentiel a partir de l’observation d’une ou plusieurs marches aleatoires ? Apres avoir mentionne une motivation concrete (degraffage de l’ADN) on repondra a cette question pour le probleme de Sinai unidimensionnel discret avec derive. On montrera plus generalement que le nombre de marches aleatoires necessaires a une bonne prediction est intimement relie a la probabilite de survie d’une particule dans un potentiel modifie avec des sites partiellement absorbants.

-  Jeudi 23 novembre à 14 h au LPTMS

Paolo Visco (LPTMS)

Puissance injectée et flux d’entropie dans un gaz granulaire

Les gaz granulaires fournissent un exemple simple de système hors d’équilibre : il s’agit d’un ensemble de particules qui interagissent via des collisions inélastiques. En compensant l’énergie ainsi dissipée par un apport externe, on peut obtenir un état stationnaire hors d’équilibre, dont les propriétés diffèrent à bien des égards de celles d’un gaz ordinaire. Dans ce séminaire je m’intéresserai en particulier à la distribution de puissance injectée et à son lien avec le flux d’entropie. Cela permet de discuter la question controversée de la validité d’une relation de fluctuation.

Attention !!! Heure exceptionnelle !!!

-  Jeudi 16 novembre à 11 h au LPT

Philippe Martin

Approche microscopique de l’effet Casimir ou la saga d’un facteur 1/2

En 1948, Casimir a montré que les fluctuations quantiques du champ électromagnétique dans le vide à température nulle engendrent une force macroscopique entre deux plaques métalliques. Lorsque la température est différente de zéro s’ajoute l’effet des fluctuations thermiques, dont la théorie a suscité une contreverse jusqu’ à nos jours. On exposera le problème d’un point de vue historique et actuel, et on présentera une nouvelle approche basée sur les principes de la mécaniques statistique.

-  Lundi 6 novembre à 14h00 (IPN)

Séminaire de la fédération de physique statistique Paris-Sud

-  Jeudi 26 Octobre à 14 h au LPT

Balazs Kozma (LPT)

Diffusion on small-world networks with distance-dependent random links

We will consider diffusion-related processes on small-world networks with distance-dependent random links. The study of diffusion on such networks can be related to synchronization problems, random walks on randomly folded polymer chains, and gradient driven transport on networks. Changing the parameters of the distance-dependence, we found a rich phase diagram, with different transient and recurrent phases. The calculations were done in two limiting cases : the annealed case, when the rearrangement of the random links is fast, and the quenched case, when the link rearrangement is slow compared to the motion of the surface or random walker. In the quenched case, the random links introduced in small-world networks often lead to mean-field coupling (i.e., the random links can be treated in an annealed fashion), but in some systems mean-field predictions break down, such as for diffusion in low dimensions. This break-down can be understood by treating the random links perturbatively where the mean-field (or annealed) prediction appears as the lowest-order term of a naive perturbation expansion. The analytic calculations are also confirmed numerically.

-  Jeudi 19 Octobre à 14 h au LPTMS, salle 201

Andrea Sportiello et Lenka Zdeborova (LPTMS)

Phase diagram of the Random 1-in-K Satisfiability problem

Average-case analysis of computational complexity of constraint-satisfaction problems over random structures presents strong affinities with the study of disordered systems in Statistical Mechanics. Two main phase-transition mechanisms show up in NP complete problems : a SAT/UNSAT transition in the probability of having a solution in the problem or not, and an Easy/Hard transition, dividing regions where the solution (or a certificate of unsatisfiability) can be almost surely found in short (polynomially-scaling) time, from the ones where almost surely an exponential time is required.

The recent development of Cavity Method increased both the theoretical understanding and the algorithmic performance over the crucial boolean satisfaction problems, connecting the SAT/UNSAT and Easy/Hard phenomenological features of these systems with concepts of phase-space clustering familiar to the Spin-Glass community, like Replica Symmetry Breaking (RSB).

We use these methods for studying a specific case called 1-in-K-SAT. There are reasons for that : the model is pictorially simple, so that certain properties allow for a clear and quantitative explanation ; however a rich phase diagram arises, with a crucial narrow 1RSB region, allowing us to conjecture the value of the critical thresholds, although in a region unaccessible to the "traditional" methods.

-  Lundi 9 octobre à 14h15 (SPhT)

Séminaire de la fédération de physique statistique Paris-Sud

-  Jeudi 5 Octobre à 14 h au LPT

Cecile Appert-Rolland (LPT)

Formalisme thermodynamique et entropies dynamiques dans les processus de Markov

Le formalisme thermodynamique permet d’acceder aux proprietes chaotiques des systemes a l’equilibre ou hors equilibre, en les derivant a partir d’une fonction de partition dynamique. Ce formalisme a ete applique en particulier aux chaines de Markov en temps discrets. Mais on ne peut pas l’etendre tel quel aux processus de Markov en temps continu.

Nous avons propose une interpretation de la definition de la fonction de partition dynamique qui permet de l’appliquer aux processus de Markov. Nous generalisons ce formalisme a d’autres observables et a leur fonction de grande deviation associee. Cela permet en particulier de faire le lien entre formalisme thermodynamique et l’observable impliquee dans le theoreme de fluctuation.

J’illustrerai mon propos par plusieurs exemples (marches aleatoires, modele d’Ising en champ moyen, processus d’exclusion...). Cela permettra de montrer que la fonction de grande deviation d’une observable tres simple, a savoir le nombre de changements de configuration ayant lieu en un temps donne, peut deja contenir la signature d’une transition de phase dynamique.

-  Mercredi 6 Septembre 2006 à 14 h au LPT

Soutenance d’habilitation de Frédéric Van Wijland (LMSC)

Etats stationnaires hors de l’équilibre, quelques propriétés génériques

L’exposé abordera différents systèmes évoluant dans des états stationnaires hors de l’équilibre, tels les processus de réaction-diffusion, les gaz granulaires ou les systèmes quantiques. Ceci permettra d’en dégager quelques propriétés génériques. Celles-ci peuvent servir de base à une approche statistique, adaptée aux systèmes hors de l’équilibre.