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″]

Optique électronique dans les conducteurs quantiques (13 décembre 2012)

Le jeudi 13 décembre à 2012, à 14h, Amphi 5, Jean-Marc Berroir (Laboratoire Pierre Aigrain, ENS Paris) présentera une conférence « Optique électronique dans les conducteurs quantiques ».

Lors de cet exposé, on s’intéressera au transport électronique quantique, en particulier au régime dit balistique où les électrons se déplacent dans le conducteur sans subir aucune collision. La propagation des électrons y est alors très similaire à celle des photons dans le vide et il est naturel de réaliser des expériences analogues à celles de l’optique ondulatoire et quantique pour étudier finement le transport électronique. Ces expériences illustrent parfaitement la dualité onde-corpuscule des électrons et mettent en lumière le rôle primordial de leur statistique fermionique. Elles apportent également un éclairage sur des problèmes spécifiques à la matière condensée, liés en particulier à l’interaction des électrons avec leur environnement. Dans un premier temps, on présentera une introduction simple aux différents régimes du transport électronique quantique. Le régime balistique, où les effets quantiques sont exacerbés sera étudié plus en détail. La  quantification de la conductance dans ces conducteurs sera par exemple discutée de manière approfondie. On présentera également les techniques de fabrication des conducteurs quantiques étudiés, les conditions expérimentales d’obtention du régime
balistique et les techniques de nano-fabrication indispensables à la réalisation des dispositifs que nous étudions. Dans une deuxième partie, on présentera d’abord des expériences analogues à celles de l’optique ondulatoire réalisées avec des sources émettant des flux continus d’électrons. On discutera en particulier d’expériences d’interférométrie Mach-Zehnder réalisées pour la première fois au Weizmann Institute (Israël) en 2003. On abordera ensuite des expériences analogues aux expériences pionnières de l’optique quantique où les électrons sont manipulées un par un grâce à une source que nous avons réalisée et caractérisée au LPA. Certaines de ces expériences mettent en évidence le caractère corpusculaire des électrons, d’autres ne peuvent être interprétées ni en termes d’ondes ni en termes de corpuscules et nécessitent une analyse complètement quantique.

Colloque « l’erreur en sciences » (22 et 23 novembre 2012)

Colloque annuel à la mémoire de Cathy Dufour co-organisé par le laboratoire des Archives Henri Poincaré, l’Institut Jean Lamour et l’Institut Elie Cartan de l’Université de Lorraine avec la participation du département de Physique et Mécanique.

Le colloque aura lieu les jeudi 22 et vendredi 23 novembre 2012 dans l’Amphi 7 de la faculté des Sciences. Il s’adresse aux étudiants en master ou doctorat et aux chercheurs en mathématiques, physique, philosophie,…

Cette manifestation annuelle est issue d’une longue collaboration entre des philosophes et historiens des sciences des archives Henri Poincaré, des mathématiciens de l’IREM et de l’institut Elie Cartan et des physiciens de l’institut Jean Lamour. Elle s’adresse aux étudiants de master, aux doctorants et aux chercheurs en mathématiques, physique, philosophie, … Elle est également ouverte à un public plus large notamment par le biais d’une conférence  »grand public ». Les quatre éditions précédentes ont traité de la question de Comment cherche-t-on en Sciences (Novembre 2011), de la question de L’espace et du temps (Mars 2010), des Images en Mathématiques et Physique (Mars 2009) ou encore de la question du Progrès en Sciences (Février 2008). L’édition 2012 de ce colloque sera consacrée à la question de l’erreur en sciences autour des trois sessions : Qu’est-ce qu’une erreur en science, Erreur et communautés scientifiques, L’erreur en fondement.

L’erreur est inhérente au processus scientifique de deux manières ; d’une part, toute opération de mesure intègre celle de l’erreur que l’on commet et même que l’on va commettre, d’autre part, toute activité de représentation d’une réalité ou toute pratique inscrite dans un champ social impliquent de faire des erreurs. On ne voit pas pourquoi – et l’histoire des sciences le montre – pourquoi les sciences échapperaient à cette éventualité. Encore faut-il préciser quelle est la spécificité des erreurs commises en sciences ? Lors de ce colloque, nous nous proposons d’aborder quelques-unes des questions suivantes : Qu’est-ce qu’une erreur scientifique ? Comment la découvre-t-on ? Est-elle inutile, contre-productive ou bien au contraire permet-elle d’avancer ? Quelle est sa place dans la pratique scientifique selon sa nature ? A-t-elle le même statut en mathématiques et en physique, ou dans les sciences naturelles plus généralement ? Les grandes découvertes scientifiques sont-elles exemptes d’erreurs ? Peut-on faire des découvertes importantes sur la base d’une erreur initiale ? C’est à ces questions faussement naïves que nous essaierons de répondre lors de ce colloque.

Programme accessible sur
http://www.lpm.u-nancy.fr/webperso/chatelain.c/GroupeM/Colloque-Nov12/index.html

L’histoire cosmique de l’eau (26 avr. 2012)

L’histoire cosmique de l’eau, une conférence présentée par Agnès Acker de l’observatoire de Strasbourg le jeudi 26 avril à 14h, Amphi 8.

On abordera les points suivants: origine de H (univers primordial), de O (cœur des étoiles, étapes de la vie des étoiles) ; rôle des poussières dans la formation stellaire et les étapes finales de la vie des étoiles, et dans la formation de molécules, dont l’eau ; planètes et exoplanètes constituées par les poussières, et habitables si l’eau liquide y est présente.

Une dynamo turbulente au laboratoire (5 avril 2012)

Le jeudi 5 avril à 2012, à 16h, Amphi 8, Nicolas Plihon (ENS Lyon) présentera une conférence « Une dynamo turbulente au laboratoire ».

La génération des champs magnétiques des corps astrophysiques (dans les écoulements de métaux liquides des noyaux terrestres de métaux liquides ou ceux des plasmas stellaires) est connue sous le nom générique d’effet dynamo – et consiste en une conversion d’énergie mécanique en énergie magnétique. La difficulté du problème réside dans le couplage de la dynamique du fluide conducteur (métal ou plasma) et des équations de Maxwell. De plus, les situations naturelles mettent en jeu des écoulements turbulents fortement instationnaires. Nous présenterons les réalisations expérimentales visant à mettre en évidence l’effet dynamo dans des situations de laboratoire, en décrivant  plus particulièrement l’expérience von-Karman Sodium (CEA Saclay, ENS Lyon, ENS Paris) qui est la première dynamo turbulente expérimentale jamais observée. Nous décrirons les différents régimes dynamos observés, en particulier les régimes dynamiques (oscillations ou renversements du champ magnétique) reproduisant des observations naturelles (oscillation de l’activité solaire, renversement du champ magnétique terrestre). Nous analyserons enfin le rôle des conditions aux limites dans la génération du champ dynamo.