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
Pablo MAYNAR (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
(LPT-ENS)
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.
Accès / Find us
Séminaire commun LPT/LPTMS 2006-2007