10 millions de dollars pour comprendre la transition vitreuse
Publié par Redbran le 24/04/2016 à 12:00
Source: CEA
Une collaboration internationale, à laquelle participe un chercheur du CEA, compte mettre en équation l'état de la matière dans un matériau vitreux. Ses travaux sont financés, au terme d'un appel d'offres très sélectif, par la fondation Simons.


Visualisation de la transformation d'un verre (en bleu) en liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) (en rouge) après une remontée soudaine de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est...). © G. M. Hocky, L. Berthier, and D. R. Reichman Equilibrium ultrastable glasses produced by random pinning J. Chem. Phys. 141, 224503 2014
Un groupe de treize physiciens théoriciens, dont Giulio Biroli de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de physique théorique (La physique théorique est la branche de la physique qui étudie l’aspect théorique des lois physiques et en développe le formalisme mathématique.) (IPHT, CEA-CNRS) et quatre autres chercheurs de laboratoires français, vient de recevoir un financement prestigieux de la fondation Simons (New York, Etats-Unis) à l'issue d'un appel d'offres très compétitif. Ce financement de 10 millions de dollars sur quatre ans permettra de construire une collaboration originale rassemblant différentes approches théoriques et numériques pour résoudre un des problèmes fondamentaux de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...) théorique, celui de la transition vitreuse.

Le verre, solide amorphe omniprésent dans notre vie (La vie est le nom donné :) quotidienne, est un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base...) dans lequel les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il...) se trouvent dans des configurations d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) incroyablement diversifiés et complexes, formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute...) des systèmes souvent bloqués loin de l'équilibre.

Le problème de la transition de l'état liquide à l'état vitreux possède des ramifications de grande importance à la fois du côté de la physique mathématique (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les nombres, les figures, les structures et les transformations. Les mathématiques...) et de l'informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de l'information par des machines telles que les ordinateurs,...), mais aussi des applications très pratiques en physique des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.), en biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des êtres vivants (ou ayant...) et en télécommunications (Les télécommunications sont aujourd’hui définies comme la transmission à distance d’information avec des moyens électroniques. Ce terme est plus utilisé que le terme synonyme...).

Le but principal du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une...) scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les...) financé par la Fondation Simons est de résoudre un problème de la plus grande importance en physique statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon. D'une façon générale, c'est le résultat de...), qui consiste à comprendre de manière profonde la nature des solides désordonnés qui nous entourent (tels que les verres, les émulsions, les empilements granulaires), ainsi que la façon dont ils se forment et leurs propriétés physiques. Cette question toujours largement ouverte de physique statistique n'est en fait que l'exemple le plus familier d'une thématique beaucoup plus vaste: comment interagissent et comment s'auto-organisent un très grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de degrés de liberté en présence de contraintes, de frustration et de désordre ? Formulé ainsi, le problème auquel s´attaque la nouvelle collaboration Simons, "Cracking the glass problem", concerne une multitude d'applications directement reliées à la physique de la transition vitreuse, depuis le développement d'algorithmes performants de correction d'erreur pour les télécommunications jusqu'à l'étude des mouvements collectifs dans les foules.

Les chercheurs français de la ?collaboration:?
Ludovic Berthier (CNRS - L2C, Montpellier)
Giulio Biroli (IPhT, CEA-CNRS, Saclay)
Silvio Franz (LPTMS, Orsay)
Jorge Kurchan (CNRS - LPS, ENS, Paris)
Francesco Zamponi (CNRS - LPT, ENS, Paris)

Voir aussi:
Site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le World Wide Web...) de la collaboration Simons pour vaincre la problématique de l'état vitreux
Site web de la Fondation Simons pour les mathématiques et la recherche fondamentale (La recherche fondamentale regroupe les travaux de recherche scientifique n'ayant pas de finalité économique déterminée au moment des travaux. On oppose en général la recherche fondamentale à la recherche appliquée. Cette...)
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