Diffusion et corrélations de particules confinées en interaction à longue portée

• Main Author: Delfau, Jean-Baptiste
• Language: FRE
• Published: Université Paris-Diderot - Paris VII 2012
• Subjects: [PHYS:COND:CM_SM] Physics/Condensed Matter/Statistical Mechanics; Diffusion en ligne; Systèmes confinés; Diffusion anormale; Sous-diffusion; transition zigzag
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00875047; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/87/50/47/PDF/These_Delfau.pdf

Décrire la diffusion d'objets browniens corrélés est un problème non trivial en physique statistique. La présence de corrélations à longue portée induit en effet une diffusion "anormale", par définition non décrite par les lois usuelles de la physique statistique et devant être étudiée au cas par cas. Cette thèse est consacrée à l'un de ces exemples, la Single-File Diffusion, désignant la diffusion d'une chaîne ordonnée de particules ne pouvant pas se croiser. Nous présentons des études numériques de dynamique moléculaire ainsi que des études expérimentales nous permettant de mettre en évidence et de caractériser plusieurs régimes de diffusion longitudinale et transverse rencontrés lors de ce phénomène de transport. L'ensemble de nos résultats numériques et expérimentaux est expliqué par un modèle analytique basé sur la décomposition des fluctuations thermiques sur les modes propres de vibration d'un système. Ce modèle s'applique aux systèmes physiques réels car il est valable pour des interactions entre particules à longue portée et tient compte de la dissipation, de la taille du système et des propriétés du potentiel de confinement. L'analyse en modes propres nous permet également de caractériser l'évolution des fluctuations thermiques transverses lors de la transition zizag et de prévoir la structure du système après la transition. Enfin, l'étude de la transition zigzag nous renseigne plus généralement sur les effets d'un bruit thermique sur une bifurcation.