Effet Seebeck, théorie et application

Cet article vise à explorer l’analyse théorique d’un phénomène thermoélectrique - l’effet Seebeck - et cela par le biais du formalisme de la physique statistique hors-équilibre. Une fois les clés conceptuelles en main, nous verrons comment les exploiter dans un contexte expérimental afin d’étudier le comportement thermoélectrique de matériaux en considérant l’exemple de la pseudo-hollandite.

Résolution de l'atome d'hydrogène par l'étude de symétries

Le modèle de l’atome d’hydrogène est le premier succès historique de la mécanique quantique, ayant prédit les niveaux d’énergie quantifiés de l’électron. Son enseignement dans le cycle universitaire est capital. Pourtant, sa résolution exacte passe souvent par de lourds calculs analytiques menés à partir de l’équation de Schrödinger, qu’il est possible d’éviter en considérant toutes les propriétés de symétrie qu’un tel système possède.
L’objectif de cet article est d’aboutir au résultat bien connu des niveaux quantifiés de l’atome d’hydrogène sans effectuer de calculs analytiques.

Résolution de la structure atomique d'une molécule inconnue par AFM

Le microscope à force atomique (AFM - Atomic Force Microscope) a permis de grandes avancées dans le domaine de l’imagerie atomique : en tant que microscope à sonde locale, sa résolution dépend en grande partie de sa pointe; ainsi, en fonctionnalisant cette pointe à une échelle atomique, il est possible d’imager des structures à l’échelle moléculaire, et même à l’échelle atomique.
Cette fonctionnalisation est à la base de nombreuses méthodes d’analyse de structures moléculaires : cela permet de visualiser la topographie de molécules adsorbées sur un substrat, donc la position des atomes, leur taille et les liaisons covalentes entre-eux, puis de préciser la nature de ces atomes. Cet article résume d’abord le fonctionnement général d’un AFM, puis les différentes méthodes utilisées lors de l’analyse d’une molécule inconnue, en prenant exemple sur les travaux de Gross et al. sur la résolution structurale de molécules organiques.

Monopôles magnétiques : de la théorie aux analogues expérimentaux

En électromagnétisme classique, il n’y a pas de monopôles magnétiques. Mais Dirac a montré qu’ils sont permis dans le formalisme quantique : ils ressemblent aux extrémités de solénoïdes infiniment fins.
Cette revue se concentre sur la théorie des monopôles de Dirac et sur différents analogues réalisés expérimentalement. De vrais monopôles de Dirac, au sens d’une particule élémentaire, n’ont pas encore été observés, mais il a été montré que certains systèmes magnétiques complexes peuvent avoir des propriétés émergentes similaires à des celles des monopôles, qui ont été mis en évidence expérimentalement. De plus, certaines configurations frustrées de sphères magnétiques ont un comportement de monopôle magnétique macroscopique. Cela aide à comprendre mieux la théorie des monopôles magnétiques et prédire ce à quoi des vrais monopôles de Dirac pourraient ressembler.

De l'intrication des particules identiques

Cet article met en évidence une subtilité du formalisme de la physique quantique.
Après avoir montré par l’exemple l’existence d’une ambiguïté de notation, on revient sur les notions d’intrication et sur le postulat de symétrisation des particules identiques.
On explique alors ce que signifie l’intrication pour des particules identiques.
Enfin on montre qu’il n’est pas toujours nécessaire de symétriser ou d’antisymétriser les fonctions d’ondes de particules identiques.

Observateurs accélérés en relativité restreinte

L’étude de la relativité restreinte se limite la plupart du temps aux référentiels inertiels.
Le but de cet article est de montrer que cette théorie est aussi adaptée aux observateurs non-inertiels.
On décrira ici quelques aspects de la physique des observateurs accélérés.
En particulier, on établira un résultat qui permet d’appréhender plus simplement un effet de relativité générale, compte tenu du principe d’équivalence : deux horloges fixes l’une par rapport à l’autre dans un référentiel uniformément accéléré se désynchronisent constamment.

Calcul du tenseur électromagnétique d’une particule chargée accélérée

Ce petit article présente de façon détaillée le calcul du tenseur électromagnétique d’une particule chargée accélérée dans le cadre d’une formulation relativiste de l’électrodynamique.

Reversible self-organisation of a sheared suspension

Théorie de Landau par Eric Brillaux

La théorie de Landau offre un cadre théorique simple et élégant pour aborder les problèmes de transition de phase.
Le modèle d’Ising décrivant la transition ferro-paramagnétique d’un métal ou encore l’étude des phases mésomorphes comme les cristaux liquides nématiques sont ainsi des exemples particulièrement adaptés au traitement par la théorie de Landau.
Après avoir rappelé les différents types de transition et la notion de paramètre d’ordre, nous verrons que le cœur de l’édifice théorique repose sur le postulat d’existence d’une fonctionnelle – appelée énergie de Landau – dont les propriétés mathématiques permettent de prédire la physique de la transition.
Ensuite nous appliquerons ces résultats au modèle d’Ising d’une part, puis aux métaux supraconducteurs d’autre part.

À la recherche d’une précision extrême : les peignes de fréquences

Dans toute expérience de physique, une mesure ne s’éloigne jamais de sa compagne l’incertitude.
Certaines études ont besoin d’une précision telle que l’amélioration de ce couple est une quête sans fin pour le scientifique.
Il existe donc une nécessité de créer des instruments qui permettent d’avoir accès à l’exactitude et à la précision requise. Dans le cas de la métrologie des fréquences, un objet très particulier nommé peigne de fréquences en est un excellent candidat.
Cet article a pour but d’introduire les peignes et de présenter quelques applications actuelles et possibles associées à leurs utilisations.