Le « paradoxe de Braess » désigne le comportement contre-intuitif d’un réseau saturé dont la performance globale peut se dégrader après ouverture d’une branche additionnelle. Un exemple emblématique, et historique1, est celui d’un réseau routier saturé, dans lequel la mise en service d’une voie rapide transverse peut paradoxalement aboutir à un temps de parcours allongé pour tous. A l’opposé, la fermeture de quelques rues judicieusement sélectionnées dans un réseau urbain congestionné peut paradoxalement fluidifier le trafic2. Ce paradoxe, étendu à d’autres réseaux classiques3 (électriques, mécaniques, etc..), peut être interprété dans le cadre de la théorie des jeux. Par curiosité, nous4 nous sommes interrogés sur l’existence d’un phénomène analogue en physique quantique où les interactions sont gouvernées par des effets de cohérence et de non localité, et où les excitations élémentaires obéissent à des statistiques non Poissoniennes. Une de nos motivations réside dans la possibilité qu’offre la microscopie à grille locale (SGM, comme Scanning Gate Microscopy), bien maîtrisée dans notre laboratoire5, de moduler par effet de grille la transmission électronique d’un canal dans une nanostructure semi-conductrice et donc, a priori, d’ouvrir ou fermer un bras additionnel dans un réseau mésoscopique. Dans cet exposé, je rappellerai d’abord quelques exemples concrets de paradoxes de Braess classiques, puis je donnerai tout un faisceau de preuves numériques et expérimentales, obtenues en microscopie SGM, qu’un analogue du paradoxe de Braess peut effectivement se manifester dans des réseaux semi-conducteurs mésoscopiques4. Enfin je conclurai en évoquant quelques questions de nature fondamentale ouvertes par l’observation de ce nouvel effet mésoscopique contre-intuitif. 1. D. Braess, Unternehmensforschung 12, 258 (1968). 2. H. Youn, M. T. Gastner, and H. Jeong, Phys. Rev. Lett. 101, 128701 (2008). 3. J. E. Cohen and P. Horowitz, Nature 352, 699 (1991) ; C. M. Penchina and L. J. Penchina, Am. J. Phys. 71, 479 (2003). 4. M.G. Pala, S. Baltazar, P. Liu, H. Sellier, B. Hackens, F. Martins, V. Bayot, X. Wallart, L. Desplanque, S. Huant, Phys. Rev. Lett. 108, 076802 (2012). 5. B. Hackens et al., Nature Phys. 2, 826 (2006) ; F. Martins et al., Phys. Rev. Lett. 99, 136807 (2007); B. Hackens et al., Nat. Commun. 1, 39 (2010).

Nous proposons un système de deux puits quantiques, l'un HgCdTe et l'autre HgCdMnTe, soumis à un champ électrique et à un champ magnétique, tous deux parallèles à l'axe de croissance. On montre que, dans ce système, le facteur g de spin dépend fortement du champ électrique. En jouant sur les champs, il est possible de localiser les électrons avec un spin donné dans l'un ou l'autre des puits quantiques. Ce système peut être utilisé pour la réalisation d'un transistor électrique ou magnétique de spin.

This talk discusses the opportunities and research challenges faced in the modeling, analysis and control of the human heart. Consisting of more than 4 billion communication nodes, interconnected through a very sophisticated communication structure, this ultimate cyber-physical system achieves with an astonishing reliability, the electric synchronization and the mechanical contraction of all of its nodes, in order to pump blood, during what is commonly known as a heart beat. However, even this cyber-physical system, engineered by billion years of evolution is fallible, and predicting its failure is a great challenge for our society.

De la physique dans les systèmes vivants et biomimétiques: Mécanique, adhésion et motilité cellulaire

Nous présentons une étude des propriétés structurales et dynamiques de deux verres borosilicatés de composition Na2O-CaO-B2O3-SiO2. Ces compositions sont similaires à celle de la laine de verre, utilisée dans notre vie quotidienne. L'étude a été réalisée à l'aide des simulations de dynamique moléculaire ab initio. Les échantillons numériques contiennent environ 300 atomes, ce qui est assez exigeant pour les calculs ab initio, mais cette taille est nécessaire pour l'étude de l'ordre intermédiaire dans ces verres. Nous avons étudié comment les atomes de bore intégrent et modifient le réseau silicaté, et comment la présence d'atomes de Na et/ou Ca affecte la connectivité du réseau. En particulier, nos données montrent que, si la plupart des caractéristiques du sous-réseau silicaté présente la dépendance attendue en température, celles correspondant au sous-réseau borate présentent un comportement plus complexe, comme par exemple le rapport relatif entre les coordinences trigonale et tétraédrique. Les constantes de diffusion ainsi que les énergies d'activation ont été extraites, et nous avons constaté qu'elles sont dépendantes de l'espèce, mais qu'elles ne dependent pratiquement pas de la composition. Nous avons déterminé les propriétés vibrationnelles et identifié les contributions des différentes espèces à la densité d'états. Nous constatons que les bores 3 - et 4-coordonnés donnent lieu à des caractéristiques spécifiques dans la densité d'états vibrationnels. Nous présenterons également les spectres infrarouges de nos modèles vitreux, qui seront comparés aux données expérimentales existantes dans la littérature.

I'll present an introduction to the problem of finding the low energy effective action for compactifications of string theory preserving N=2 supersymmetry. This problem reduces to the problem of describing the geometry of a certain moduli space which receives various quantum corrections. I'll show how these corrections can be efficiently described using twistor techniques.

Le modèle d'Ising en champ aléatoire (RFIM) est un problème classique de physique statistique des systèmes désordonnés. je ferai un panorama de ses propriétés les plus marquantes (réduction dimensionnelle et sa brisure, (super)symmétries cachées, brisure des relations d'hyperscaling). Ces propriétés découlent du fait que les fluctuations thermiques sont sous-dominantes par rapport aux fluctuations du désordre, une caractéristique partagée par de nombreux systèmes désordonnés. Le RFIM est également intéressant par ses liens avec la procédure de fixation de jauge dans les théories de Yang-Mills. En fin de séminaire, je présenterai des résultats obtenus dans les 10 dernières années par des approches non-perturbatives.

Most solids like metals and ceramics are polycrystals, i.e. aggregates of crystalline grains separated by 2D defects, grain boundaries (GBs). Although GB sliding is believed to be involved in the irreversible deformation (plasticity) of polycrystalline solids, the microscopic mechanisms at play are still poorly understood, partly because common techniques for atomic polycrystals visualization preclude any information on their dynamics under stress. We propose a colloidal analog of atomic polycrystals obtained by doping a copolymer micellar crystal with nanoparticles and for which the grain size is tuned by changing the crystallization rate. First, we characterize its structure at rest by neutron and light scattering. Second, in order to investigate the plasticity of the colloidal polycrystals, dynamic light scattering measurements on the sample submitted to cyclic deformation are performed using a novel light scattering apparatus specifically designed to access the dynamics of the GBs.

An indirect exciton is a bound pair of an electron and a hole confined in spatially separated layers. Due to their long lifetimes, indirect excitons can cool down below the temperature of quantum degeneracy. This gives an opportunity to study cold exciton gases.
We will overview experimental studies of spontaneous coherence and condensation, phase singularities, spatial ordering, and spin textures in a cold exciton gas.