Quelques aspects de microbiologie vus par un physicien : du génome aux communauté bactériennes

Le prochain séminaire du département de physique et mécanique aura lieu le jeudi 4 mai à 14h dans l’amphi 5 de la FST.

 Conférencier Didier Chatenay
Directeur de recherche,  Laboratoire Jean Perrin UMPC (Paris 6)
Titre :
Quelques aspects de microbiologie vus par un physicien : du génome aux communauté bactériennes.
 
 
résumé :
Les bactéries sont des organismes unicellulaires qui ont longtemps été utilisées comme système modèle en biologie.
Malgré leur apparente simplicité ces organismes offrent encore un paysage scientifique en pleine évolution et permettent d’aborder de nombreuses questions à de multiples échelles.
A partir d’exemples de travaux en cours au laboratoire j’illustrerai quelques aspects de l’approche de problématiques de microbiologie par des physiciens.
A l’échelle du génome il s’agira en particulier de travaux d’analyse statistique de la structure codante des génomes bactériens (présence de codons STOP en dehors du cadre de lecture).
A l’échelle de la bactérie unique je montrerai comment des outils de microfluidique permettent de visualiser les mutations et de suivre leurs effets sur plusieurs générations.
Enfin j’aborderai la description de communautés bactériennes formant des biofilms.

« Qu’est-ce que la lumière ? »

La prochaine conférence du département de Physique et de la section locale de la Société Française de Physique aura lieu

Jeudi 9 mars à 14h à l’amphi 5 de la FST

Nous recevrons Claude Fabre (Laboratoire Kastler-Brossel – Université Pierre et Marie Curie Paris 6). Il présentera une conférence intitulée « Qu’est-ce que la lumière ? « .
On retracera à grands traits l’évolution des idées sur la nature des phénomènes lumineux, d’Euclide en Grèce et Mozi en Chine jusqu’aux récents prix Nobel, comme Glauber, en passant par Ibn Al-Haytam au Moyen Orient , Newton, Fresnel et Einstein. On précisera l’état actuel de nos connaissances dans le domaine, qui ont bien avancé depuis Einstein, en illustrant l’exposé par des expériences récentes.

Matière vue du ciel : quelques progrès en microscopie tunnel

La prochaine conférence du département de Physique et de la section locale de la Société Française de Physique aura lieu à un horaire inhabituel :

              Lundi 6 février à 16h à l’amphi 8 de la FST

Nous recevrons un ancien étudiant de l’université : Pascal Turban du département Matériaux et Nanosciences de l’Institut de Physique de Rennes. Il présentera une conférence intitulée

        Matière vue du ciel : quelques progrès en microscopie tunnel

Les propriétés d’un matériau dépendent étroitement de sa structure volumique, défauts compris. Si elles ont été longtemps négligées, les propriétés spécifiques de surface sont aujourd’hui un champ d’investigation à part entière. La surface est en effet le lieu d’échange entre le matériau considéré et son environnement. Par ailleurs, la rupture de la symétrie de translation au voisinage de la surface peut modifier drastiquement la structure atomique et électronique locale du matériau par rapport au volume sous-jacent : « Dieu a créé le volume, le diable la surface » selon la célèbre formule de Wolfgang Pauli. Finalement, la course actuelle vers la réalisation de structures et composants de taille nanométrique confère aux surfaces une importance cruciale. Une nanostructure comportant 1000 atomes a en effet de l’ordre de la moitié de ses atomes localisés en surface…
En permettant, au cours des années 1960-1970 l’étude des premières surfaces modèles par diffraction et spectroscopies électroniques, les technologies de l’ultra-vide ont ouvert la voie aux développements modernes de la Physique des surfaces. L’invention de la microscopie à effet tunnel (STM) en 1982 est une seconde révolution, permettant l’observation directe de la surface de la matière à l’échelle atomique. Dans cet exposé, j’illustrerai l’importance de l’apport du STM à la physique des surfaces. Je montrerai en particulier que les nombreux modes originaux d’acquisition développés depuis 1982 permettent aujourd’hui, bien au-delà de la seule information structurale, de caractériser les propriétés électroniques, magnétiques et dynamiques de la matière à l’échelle atomique.

Expansion, la cyber-conférence

La prochaine conférence de la Société Française de Physique et du département de Physique aura lieu le jeudi 8 décembre à 14h à l’Amphi 5 de la Faculté des Sciences et Technologies de Vandoeuvre les Nancy. L’orateur sera un astrophysicien, Jérome Perez, de l’ENSTA ParisTech. Il présentera une conférence intitulée :

      ‘EXPANSION, la Cyberconférence’
      http://uma.ensta-paristech.fr/conf/expansion/index.php

La conférence sera interactive. Au moyen de vos téléphones portables connectés en Wifi, vous pourrez interagir en temps réel avec l’orateur durant toute la durée de la présentation. Sur le principe des méthodes pédagogiques novatrices (classe inversée), il vous est demandé de visionner avant la conférence les trois vidéos de 20 minutes suivantes :

      Episode 1
      Episode 2
      Episode 3

Ensuite, pour pouvoir participer, créez un compte sur le site
             https://my.beekast.com
avec le code de session
             expansionnancy
Sur ce site, vous pourrez poser des questions auquels l’orateur répondra pendant la conférence.

Géométrie et topologie des bandes pour les électrons dans les cristaux

Le prochain séminaire du département de Physique et Mécanique de la faculté des sciences aura lieu le mercredi 25 novembre à 14h dans l’amphi 8. Nous recevrons Jean-Noël Fuchs du laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée de l’Université Pierre et Marie Curie.

Géométrie et topologie des bandes pour les électrons dans les cristaux
La théorie des bandes (Bloch, Peierls, Wilson, etc. vers 1930) a été un progrès majeur dans la compréhension des solides cristallins et en particulier dans celle de leurs propriétés de transport électronique. C’est une conséquence directe de la mécanique quantique achevée vers 1926 et qui permet de comprendre la différence fondamentale entre conducteurs (métaux) et isolants électriques. Un résumé succinct est qu’un électron dans un cristal possède des énergies permises qui se groupent en bandes continues séparées par des zones d’énergie interdites appelées gaps. Suivant que le remplissage en électrons donne un niveau de Fermi tombant dans une bande (ou un gap), le cristal est un conducteur (ou un isolant). Au cours des dix/vingt dernières années, et essentiellement suite à la découverte du graphène (2004) et des isolants topologiques (2008), il est apparu qu’une partie de la théorie des bandes avait été négligée. En effet, cette dernière est plus riche qu’une simple affirmation sur le seul spectre en énergie formée de bandes et de gaps. Elle contient également des informations cruciales sur les fonctions d’ondes (dites de Bloch) associées. Par exemple, l’effet Hall quantique anormal ou encore l’aimantation magnétique orbitale ne peuvent être compris à partir du seul spectre en énergie mais nécessitent de connaître des propriétés des fonctions de Bloch telles que le nombre de Chern ou la courbure de Berry. Dans cet exposé, je présenterai cette version moderne de la théorie des bandes, dite théorie géométrique ou topologique des bandes en m’appuyant sur de exemples tels que le graphène, les isolants topologiques et les semi-métaux de Weyl.

Le dichroïsme magnétique circulaire des rayons X dans le domaine des X dur

F. Baudelet Synchrotron SOLEIL, CNRS donnera une conférence le jeudi 15 Octobre à 14h en Amphi 12 (FST) intitulée :
Le dichroïsme magnétique circulaire des rayons X dans le domaine des X dur

 Le dichroïsme magnétique circulaire des rayons X est la mesure de la différence des sections efficaces d’absorption de composés ferromagnétiques, ferrimagnétiques ou paramagnétiques mesurés avec des photons X polarisés circulairement soit à droite soit à gauche. Le signal obtenu est proportionnel au moment magnétique porté par l’orbitale sondée d’un élément particulier. C’est l’une des rares sondes sélectives du magnétisme qui en outre s’adapte bien à la pression.

La première mise en évidence expérimentale du XMCD dans le domaine des X durs a été réalisée en 1987 par G.Schütz au seuil K du fer (transition 1s→ 4p).

 Dans l’exposé je décrirai les mécanismes à l’origine de la sensibilité des X aux propriétés magnétiques et illustrerai l’utilisation de cette technique par quelques résultats obtenus sous pression.

Une dualité onde-particule à échelle macroscopique: l’effet d’une « mémoire de chemin »

Yves Couder (Laboratoire Matière et Systèmes Complexes, Université Paris Diderot) donnera le Jeudi 26 mars, 14h, Amphi 8 (FST) une conférence intitulée :

   Une dualité onde-particule à échelle macroscopique:
        l’effet d’une « mémoire de chemin »

Le comportement des objets de la physique à échelle microscopique est dominé par leur dualité onde-particule. Cette caractéristique fondamentale, bien que parfaitement décrite par la mécanique quantique échappe à l’intuition et elle est considérée comme sans équivalent possible dans la physique classique.
Nous avons récemment introduit un système d’échelle macroscopique où une particule et une onde sont dynamiquement associées. Une gouttelette rebondissant sur un bain liquide vibrant peut devenir auto-propulsée par son couplage aux ondes de surface qu’elle génère. Il en résulte la formation d’une entité composite formée de la goutte et de son onde associée. Il y a entre ces deux composantes du système un échange itératif d’information. C’est la goutte qui génère l’onde et c’est cette dernière qui détermine où la goutte va aller. Il ne s’agit pas d’une écho-localisation classique en raison d’une caractéristique additionnelle : les ondes ont un temps de vie qui peut être long, si bien que le champ d’onde global contient une mémoire de la trajectoire antérieure. Plusieurs expériences ont été consacrées à la dynamique de ce système. De façon surprenante, en présence de cette “mémoire de chemin“, plusieurs comportements de dualité onde-particule sont observés. Ils conduisent notamment, en dépit de la nature classique de ce système, à des formes de quantification qui seront décrites et discutées.

Séminaires pour étudiants et grand public

Le Département de Physique organise conjointement avec la Société Française de Physique des séminaires touchant les différents domaines de la Physique. A destination des étudiants de master et de licence, mais également du grand public, ces séminaires sont présentés par des membres de l’Université de Lorraine ou d’autres organismes de recherche et d’enseignement.

Vous voulez présenter un tel séminaire : contactez B. Berche (bertrand.berche (-at-) univ-lorraine.fr

Lieu habituel : Amphi 8 de la Faculté des Sciences et Technologie, Université de Lorraine, Vandoeuvre-lès-Nancy.[mappress mapid= »2″]