Transitions de phase: Difference between revisions

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[[File:Ising.png|200px|thumb|Typical configuration of the Ising model close to the critical point]]


[[File:Ising.png|200px|thumb|Configuration typique du modèle d'Ising près du point critique]]
Le cours est en français


* équipe pédagogique : Guillame Roux (cours), Thomas Noblet (TD)
* '''Équipe et horaires''' : le vendredi après-midi ''' Salle 1 Z 53 - Bât. ENS '''
* [http://lptms.u-psud.fr/nicolas_pavloff/enseignement/phenomenes-collectifs-complexes/ Notes de cours de Nicolas Pavloff] (en français)
** 13:45-15:35 : cours avec [http://lptms.u-psud.fr/christophe_texier/ Christophe Texier] (LPTMS, Orsay)
* [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/M1/TDsPCC_2016.pdf Tutorials] (first part, in english)
** 15:55-17:45 : TD avec [https://users.ijclab.in2p3.fr/claire-marrache/fr/la-page-daccueil-de-mon-site/ Claire Marrache] (IJCLab, Orsay)


* '''bibliography''' :
* '''Programme'''
** Champ moyen sur le modèle d'Ising ferromagnétique
** Théorie de Landau et classification des transitions de phases
** Systèmes inhomogènes, théorie de Ginzburg Landau
** Fluctuations et limites du champ moyen
** Invariances d'échelle et universalité
** Dynamique des transitions de phases
 
[[File:LiquidCrystal.png|thumb|600px|Différentes phases prises par un cristal liquide]]
 
* '''Notes de cours et travaux dirigés'''
** [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/coursPCC_2015.pdf Résumé de cours écrit par Nicolas Pavloff]
** [https://www.dropbox.com/scl/fi/y9f7sbv1ktz8gnhap1gpo/tranph-polytd2024-25.pdf?rlkey=iayvjel0u7bkhwfo1kiptvlh3&st=nf4zi5ya&dl=0 Sujets de TDs] (en Français)
***TD1
****[https://drive.google.com/file/d/1nCdTv-jffNmzCdNqoPM4uCyOQd9CFyhy/view?usp=sharing Transparents TD1]
****[https://www.dropbox.com/scl/fi/n0l6vtzbkv97s0fqsgmui/Fin_TD1.pdf?rlkey=3mqpwd3qfszsghoxrp0sg70h5&st=cw7bp1ln&dl=0 Fin TD1 (Q9c)]
***TD2 : [https://www.dropbox.com/scl/fi/rheg9y8renxs1wdc7tr6a/2024-2025_TD2.pdf?rlkey=o49mqst48jr7h6ew93q4ygq7j&st=ipv8ocx8&dl=0 Transparents TD2]
***TD3 : [https://www.dropbox.com/scl/fi/86fv93xitmwebjjuq67x8/2024-2025_TD3.pdf?rlkey=9zrys6sfs32urresf13r973g4&st=rqs794ty&dl=0 Transparents TD3]
***TD4
****[https://www.dropbox.com/scl/fi/66eu7u0ixq41tej52pru7/2024-2025_TD4_1.pdf?rlkey=mtkpx5eat4ecavoiwcj5n5ers&st=78mu5fn6&dl=0 Transparents TD4 sur les cristaux liquides]
****[https://www.dropbox.com/scl/fi/rsdxcjo50sfbwdw4wx1z8/2024-2025_TD4_2.pdf?rlkey=1k3674htc1d49pgp6ebvx1isk&st=oplc2jdj&dl=0 Transparents TD4 sur les supras]
****[https://www.dropbox.com/scl/fi/ij77am88wzrruvccyychv/TD4_Ex1_Q3_Integrales_gaussiennes.pdf?rlkey=tb3otovftk6vwarac2b91sras&st=tjaen686&dl=0 Exercice 4.1.3 sur les intégrales gaussiennes]
***TD5 : [https://www.dropbox.com/scl/fi/tnw44h3bu98he5u67sflr/2024-2025_TD5.pdf?rlkey=3b6eapjb7awppg14zwqzk4l7j&st=45ve4dty&dl=0 Transparents TD5]
***TD6 : [https://www.dropbox.com/scl/fi/3o4xlksg0wefs6kav7884/2024-2025_TD6.pdf?rlkey=x0qw055gl66m8pcgjprq9dhs4&st=fjc8xvf3&dl=0 Transparents TD6]
** [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/2017_18.pdf Tutorials] (in English !!! OLD version)
** '''Analyse complexe''' + '''analyse de Fourier''' : [[Mathematical_tools|Liens vers des cours en anglais de mathématiques pour la physique]] -- [http://lptms.u-psud.fr/christophe_texier/files/2019/02/cours-math-resume.pdf Ch. Texier, Résumé de cours de mathématiques (L3 Papp)]
 
* '''Bibliographie'''
** [https://www.mollat.com/livres/1590345/nicolas-sator-physique-statistique-cours-et-exercices-corriges-licence-3-et-master-sciences-de-la-matiere-ecoles-d-ingenieurs Pavloff & Sator : physique statistique] (référence principale)
** [https://www.dunod.com/sciences-techniques/physique-statistique-processus-elementaires-aux-phenomenes-collectifs-1 Ch. Texier & G. Roux - Physique statistique -- des processus élémentaires aux phénomènes collectifs (2nde éd. 2024)] cf. chapitre 10 (pour le début du cours)
** [https://www.elsevier.com/books/statistical-mechanics/beale/978-0-12-382188-1 R. K. Pathria and P. D. Beale, Statistical mechanics, Academic Press] : un excellent livre très bien écrit
** [https://books.google.co.in/books?id=P9YjNjzr9OIC&lpg=PP1&hl=fr&pg=PP1#v=onepage&q&f=false Chaikin & Lubensky : principles of condensed matter]
** [https://books.google.fr/books?id=LZcdi4uzaWIC&lpg=PR4&ots=d41wHLnEdt&dq=batrouni%20le%20bellac%20mortessagne&hl=fr&pg=PP1#v=onepage&q=batrouni%20le%20bellac%20mortessagne&f=false Batrouni, le Bellac, Mortessagne : Equilibrium and Non-Equilibrium Statistical Thermodynamics]
** [https://books.google.fr/books?id=LZcdi4uzaWIC&lpg=PR4&ots=d41wHLnEdt&dq=batrouni%20le%20bellac%20mortessagne&hl=fr&pg=PP1#v=onepage&q=batrouni%20le%20bellac%20mortessagne&f=false Batrouni, le Bellac, Mortessagne : Equilibrium and Non-Equilibrium Statistical Thermodynamics]
** [https://www.mollat.com/livres/1590345/nicolas-sator-physique-statistique-cours-et-exercices-corriges-licence-3-et-master-sciences-de-la-matiere-ecoles-d-ingenieurs Pavloff & Sator : physique statistique]
** [https://www.tcm.phy.cam.ac.uk/~bds10/phase.html Phase Transitions and Collective Phenomena] de Ben Simmons
** [https://books.google.co.in/books?id=P9YjNjzr9OIC&lpg=PP1&hl=fr&pg=PP1#v=onepage&q&f=false Chaikin & Lubensky : principles of condensed matter]
 
* '''Évaluation'''
** contrôle continu: en fin de séance (4*), un petit exercice à traiter par écrit et à rendre (~30mn)
*** Les annales du contrôle continu sont [https://www.dropbox.com/scl/fo/y2ekxbjm3bpbri9dgp2p2/ANawp_U8bjj2yyKIx9mKFfU?rlkey=xmguzgyz5h40qdab8cl97wk5w&st=p2t8tdek&dl=0 ici].
** examen final : 3 heures, écrit
** note finale = (2/3)*Exam + (1/3)*CC


[[File:LiquidCrystal.png|left|600px|Différentes phases prises par un cristal liquide]]
* '''Planning 2024-2025''' : 14 séances de 3h40 (1h50 de cours =''C''+20mn de pause+1h50 de TD) ; '''CC=contrôle continu'''
** 06/09 : '''C''' + '''C''' 
** 13/09 : ''TD'' + ''C''
** 20/09 : ''C'' + ''TD''
** 27/09 : ''C'' + ''TD'' (CC)
** 04/10 : ''C'' + ''TD'' 
** 11/10 : ''C'' + ''TD''
** 18/10 : ''C'' + ''TD''
** 25/10 : ''TD'' (CC) + ''Cours''
** 01/11 : Vacances de Toussaint et révisions
** 08/11 : semaine des partiels ('''pas d'examen partiel pour notre option''')
** 15/11 : ''C'' + ''TD''
** 22/11 : ''C'' + ''TD''
** 29/11 : ''C'' + ''TD'' (CC)
** 06/12 : ''C'' + ''TD''
** 13/12 : ''C'' + ''TD'' (CC)
** 20/12 : Rien
** Vacances de Noël
** 10/01 : '''TD''' + '''TD'''. Le cours aura lieu à l'IJCLab, bât 108 : https://maps.app.goo.gl/FsBF6XJWtGsVjVWLA. Rendez-vous sur le parking à 13h45. 
** 17/01 : Examen


* '''Annales''' (most are actually in the tutorials), in French :
* '''Annales''':
** 2013 : liquid crystals (done in tutorials)
** 2013 : liquid crystals (done in tutorials)
** 2014 : critical temperature of finite-size system, polymers (done in tutorials)
** 2014 : critical temperature of finite-size system, polymers (done in tutorials)
** 2015 : [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/exam_2014_2015.pdf exam] - [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/corrige_propag_front.pdf correction for front propagation] (van der waals done in tutorials)
** 2015 : [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/exam_2014_2015.pdf exam] - [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/corrige_propag_front.pdf correction for front propagation] (van der waals done in tutorials)
** 2016 : Bose-Einstein condensates [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/examen_2015_2016.pdf exam] - [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/corrige_exam_PCC_15_16.pdf correction]
** 2016 : Bose-Einstein condensates [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/examen_2015_2016.pdf exam] - [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/corrige_exam_PCC_15_16.pdf correction]
** 2017 : Coupled order parameters - Cahn-Hilliard equation [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/Exam2017.pdf exam] - [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/corrige2017.pdf correction]
** 2018 : Scaling in magnetic systems - Phi4 soliton and Bogomolny bounds [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/Exam2018.pdf exam] - [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/corrige2018.pdf correction]
** 2019 : Modèle d'Ising à portée infinie - Transition de Lifshitz [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/Exam2019.pdf exam] - [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/corrige2019.pdf correction] -- [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/2019-03-01-interro-scaling.pdf Interro sur scaling]
** 2020 : Condensat de Bose-Einstein et équation de Gross-Pitaevski [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/Exam2020.pdf exam] - [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/corrige2020.pdf correction]
** 2021 : Transition de surface et théorie de la percolation [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/Exam2021.pdf exam] - [http://lptms.u-psud.fr/membres/groux/enseignements/PCC/corrige2021.pdf correction]
** 2022 : Phase nématique -- Effet FFLO et phase modulée : [http://lptms.u-psud.fr/christophe_texier/files/2023/01/exam21-22.pdf sujet & corrigé]
** 2023 : Scaling dynamique -- Soliton : [http://lptms.u-psud.fr/christophe_texier/files/2023/01/exam22-23.pdf sujet & corrigé]
** 2024 : Mouillage -- Mécanisme de Higgs-Anderson : [http://www.lptms.universite-paris-saclay.fr/christophe_texier/files/2024/01/exam-tp-2401.pdf sujet] & [http://www.lptms.universite-paris-saclay.fr/christophe_texier/files/2024/01/exam-tp-2401-corr.pdf corrigé]
** 2025 : Ising avec interaction ferromagnétique de portée finie -- Vortex dans un film supra & \'Equations de Bogomolny : [http://www.lptms.universite-paris-saclay.fr/christophe_texier/files/2025/01/exam-tp-2501.pdf sujet] & [http://www.lptms.universite-paris-saclay.fr/christophe_texier/files/2025/01/exam-tp-2501-corr.pdf corrigé]
* '''Pour aller plus loin''':
** Modèle d'Ising :
*** Comparaison de la méthode variationnelle et de la méthode de l'équation auto-cohérente : [https://drive.google.com/file/d/1oHWdHQl0fOZE9XLO40J-FqmsfE8XqhPc/view?usp=sharing Article de R. Agra, F. van Wijland & E. Trizac (2006)] (voir aussi : [https://www.dunod.com/sciences-techniques/physique-statistique-processus-elementaires-aux-phenomenes-collectifs-0 Ch. Texier & G. Roux - Physique statistique], exercice 10.3)
*** Ising et le traitement d'images : [https://drive.google.com/file/d/1YelUCLkhfm7QqksXboqLiUSd6Mf9o4G8/view?usp=sharing Meurice (2022)]
*** Application du modèle d'Ising aux modèles sociaux : [https://drive.google.com/file/d/1vB2hOyH0KJiFnwdmW1RxnoJcZ3E2xPAB/view?usp=sharing Stauffer (2008)]
*** Application à la ségrégation raciale dans les villes américaines - modèle de Schelling : [https://drive.google.com/file/d/1PMH0_2yVKzR4z7JrlTFupppFS73_NeTX/view?usp=sharing Schelling (1971)]
*** Simulations numériques du modèle de Schelling : [https://drive.google.com/file/d/1VSttUgI3ODWQ1J79EG1ounQe0GxR122H/view?usp=sharing Jensen (2022)]
*** Sur le théorème fluctuation-dissipation : [https://drive.google.com/file/d/1Im86YiwGouLsz4SO7cfsNhXKWaB8zHaN/view?usp=drive_link Marconi (2009)]
** Cristaux liquides :
*** Introduction grand public aux cristaux liquides : [https://drive.google.com/file/d/1ST8_YzcuBZOifDLqZMNPIEhxLMjl-3Hh/view?usp=sharing Norvez (2014)]
*** Introduction scientifique aux cristaux liquides : [https://drive.google.com/file/d/1zdDXViWfFRZWM0ZfdOC5U153x8u3u9RC/view?usp=sharing Andrienko (2018)]
*** The physics of liquid crystals, Pierre-Gilles de Gennes & Jacques Prost [https://books.google.com/books?id=0Nw-dzWz5agC&printsec=frontcover Livre en ligne]
*** Transition de Fréedericks :
**** Détection option : [https://drive.google.com/file/d/1ySYsQvMAuLeeLhu9UPnwfUkFWhaOU_lE/view?usp=share_link Moses et Jensen (1998)]
**** Détection capacitive : [https://drive.google.com/file/d/1W97xbUunRZMvlIUv7RYuBK62Q6WBay1f/view?usp=share_link Plo (2020)]
** Intégrales fonctionnelles :
*** Introduction à l'intégrale fonctionnelle de Feynman : [https://drive.google.com/file/d/10GWj6b7SCPeAZvwoZzoa3Kgf0WoIuiRY/view?usp=sharing Dewitt Morette (1969)]
** Analogie avec la mécanique classique :
*** Piston dans un tube fermé en arc de cercle : [https://drive.google.com/file/d/1VLU6k21JTtuoXOoNDierPEsAxWETIfHg/view?usp=share_link Alben (1972)]
*** Pendule électro-mécanique : [https://drive.google.com/file/d/13uCwlgLcvPLnKs62_k0d9Zxblvp-NPXI/view?usp=share_link Marega (1990)]
*** Billes dans un cerceau : [https://drive.google.com/file/d/1r1DCYpgRSatVl-Dc0hk_ViY6AO9sTi7g/view?usp=share_link Mancuso (2000)]
** Supraconductivité :
*** Modes de Higgs : [https://drive.google.com/file/d/1eazLATbFJIh8WXJgAs20oG6a-KopKwW7/view?usp=share_link Poniatowski (2019)]
** Mouillage :
*** Revue sur les phénomènes de mouillage [https://drive.google.com/file/d/1TyEARXzdfOhYU7IFz31c4Zb26rQ8Dw3j/view?usp=share_link Bonn (2009)]
** Lois d'échelles :
*** Introduction au groupe de renormalisation - traitement des problèmes physiques ayant plusieurs échelles caractéristiques de longueur : [https://drive.google.com/file/d/15yLQ0Nf0SdUkhFK9Dn-bg7YIscL6apGU/view?usp=sharing Wilson (1979)]

Latest revision as of 20:24, 17 January 2025

Typical configuration of the Ising model close to the critical point
Le cours est en français
  • Équipe et horaires : le vendredi après-midi Salle 1 Z 53 - Bât. ENS
  • Programme
    • Champ moyen sur le modèle d'Ising ferromagnétique
    • Théorie de Landau et classification des transitions de phases
    • Systèmes inhomogènes, théorie de Ginzburg Landau
    • Fluctuations et limites du champ moyen
    • Invariances d'échelle et universalité
    • Dynamique des transitions de phases
Différentes phases prises par un cristal liquide
  • Évaluation
    • contrôle continu: en fin de séance (4*), un petit exercice à traiter par écrit et à rendre (~30mn)
      • Les annales du contrôle continu sont ici.
    • examen final : 3 heures, écrit
    • note finale = (2/3)*Exam + (1/3)*CC
  • Planning 2024-2025 : 14 séances de 3h40 (1h50 de cours =C+20mn de pause+1h50 de TD) ; CC=contrôle continu
    • 06/09 : C + C
    • 13/09 : TD + C
    • 20/09 : C + TD
    • 27/09 : C + TD (CC)
    • 04/10 : C + TD
    • 11/10 : C + TD
    • 18/10 : C + TD
    • 25/10 : TD (CC) + Cours
    • 01/11 : Vacances de Toussaint et révisions
    • 08/11 : semaine des partiels (pas d'examen partiel pour notre option)
    • 15/11 : C + TD
    • 22/11 : C + TD
    • 29/11 : C + TD (CC)
    • 06/12 : C + TD
    • 13/12 : C + TD (CC)
    • 20/12 : Rien
    • Vacances de Noël
    • 10/01 : TD + TD. Le cours aura lieu à l'IJCLab, bât 108 : https://maps.app.goo.gl/FsBF6XJWtGsVjVWLA. Rendez-vous sur le parking à 13h45.
    • 17/01 : Examen
  • Annales:
    • 2013 : liquid crystals (done in tutorials)
    • 2014 : critical temperature of finite-size system, polymers (done in tutorials)
    • 2015 : exam - correction for front propagation (van der waals done in tutorials)
    • 2016 : Bose-Einstein condensates exam - correction
    • 2017 : Coupled order parameters - Cahn-Hilliard equation exam - correction
    • 2018 : Scaling in magnetic systems - Phi4 soliton and Bogomolny bounds exam - correction
    • 2019 : Modèle d'Ising à portée infinie - Transition de Lifshitz exam - correction -- Interro sur scaling
    • 2020 : Condensat de Bose-Einstein et équation de Gross-Pitaevski exam - correction
    • 2021 : Transition de surface et théorie de la percolation exam - correction
    • 2022 : Phase nématique -- Effet FFLO et phase modulée : sujet & corrigé
    • 2023 : Scaling dynamique -- Soliton : sujet & corrigé
    • 2024 : Mouillage -- Mécanisme de Higgs-Anderson : sujet & corrigé
    • 2025 : Ising avec interaction ferromagnétique de portée finie -- Vortex dans un film supra & \'Equations de Bogomolny : sujet & corrigé
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