COURS D ’OPTION M1 MATIERE CONDENSEE Thierry Martin, Professeur Centre de Physique Théorique & Université de la Méditerranée Chef de L’équipe de nanophysique du CPT

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Physique de la matière condensée: Physique de systèmes d’électrons et d’atomes, ordonnés ou non, phénomènes collectifs plutôt que interactions fondamentales (différent de la phys. des particules). « La » physique la plus exercée dans les labos de physique dans le monde (expériences avec de grands et petits instruments, théorie, simulation numériques) Possibilité d’aborder des problèmes très appliqués (industrie) ou très fondamentaux (basses températures…) Systèmes artificiels ou moléculaires de taille très réduite (nanophysique). Méca quantique/classique, physique statistique. Phénomènes collectifs bizarres: effet Hall quantique, supraconductivité, suprafluidité, quasicristaux, écoulements granulaires…

Programme du cours Structure de la matière, cristaux, réseau réciproque. Comment détecter cette structure: Diffraction des rayons X 3) Les électrons dans les solides cristallins: Théorème de Bloch électron faiblement/fortement lié au réseau dimérisation, notion de densité d’états. 4) effet tunnel entre deux métaux, principe du STM 5) Introduction a la nanophysique: formule de Landauer, systèmes quasi 1D/2D, effet Aharonov Bohm, niveaux de Landau, nanotubes de carbone 6) Introduction a la supraconductivité: Théorie de Ginzburg Landau (un exemple simple de théorie des champs) → quantification du flux.

Vision générale du cours: Un soupçon de groupes ponctuels (cristallo) De bons rappels de diffraction appliqués aux cristaux. De belles applications de la mécanique quantique, traitant des problèmes concrets (bandes d’énergie dans les cristaux métalliques, isolants ou semiconducteurs…). Une introduction à la physique « moderne » (nanophysique et supraconductivité), sans difficultés techniques. En fin de cours, les étudiants font un exposé sur un sujet de matière condensée au choix. Ce cours est fortement conseillé (mais pas obligatoire) pour les gens désirant suivre l’option « Supraconductivité » du 2ème semestre. Cours destiné aussi bien à un public d’expérimentateurs que de théoriciens. Merci de votre attention, je retourne le 18/09/07 à Marseille (me contacter par email en attendant). T.M.