Recent years have seen enormous experimental progress in preparing, controlling and probing quantum systems in various regimes far from thermal equilibrium. Examples include systems as ultra-cold atomic quantum gases under time-dependent perturbations, driven non-linear cavity QED systems or strongly correlated electrons in solid-state materials under ultra-fast optical excitations.

This course covers advanced topics in Statistical Physics. It assumes a very good knowledge of the Statistical Physics concepts and methods taught in standard lectures at the M1 level.

Students performing a library-based project are expected to study a series of original research articles around a common subject, under the supervision of a senior researcher.

La théorie de la Relativité Générale est une modélisation des liens entre matière et gravitation à travers des équations reliant des objets géométriques.

Ce cours concerne l'étude d'instabilités ou bifurcations de systèmes non linéaires et des comportements dynamiques qui en résultent.

La superfluidité (tout comme son cousin, la supraconductivité) est une manifestation particulièrement frappante et concrète de la nature ondulatoire de la matière. En électromagnétisme, il est souvent fructueux d’employer les équations de Maxwell, en oubliant l’existence de photons. De même, nous décrirons ici la matière par un champ classique (complexe) en oubliant l’existence des particules. Cette approche originale facilite grandement la compréhension des concepts et la dérivation des relations fondamentales de la superfluidité, et ce dans des conditions très générales (pour toute température inférieure à la température critique, y compris en dimension 2 —où il n’y a pas de condensat— et en présence de désordre —où il n’y a pas d’invariance galiléenne). La superfluidité apparaît comme l’état naturel du champ classique, qui peut seulement être détruit par les défauts topologiques (les vortex). Plus formellement, la superfluidité est associée à un ordre topologique, charactérisée par une constante du mouvement émergente. Cela nous permettra de dériver simplement les équations clé de l’hydrodynamique à deux fluides, que nous utiliserons pour expliquer des phénomènes clé tels que l’effet fontaine, l’effet Josephson, ou le supertransport de la chaleur.

Dans ce cours, nous introduirons les concepts clef de la matière dite "molle" (soft matter), vus sous l’angle de ses interfaces. La matière molle pourrait être définie comme l’ensemble des problématiques qui s’intéressent aux "formes complexes et à la structuration multiéchelle de la matière". Dans ce domaine il s’agit de comprendre et mettre au point des matériaux aux propriétés paradoxales ou ambiguës : ainsi le mélange de deux phases aussi fluides que l’eau et l’air peut-il produire le quasi-solide qu’est, à certains égards, une mousse à raser.

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ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi, CC BY-SA 3.0 IGO

Le cours de cosmologie en M1 propose une introduction  à cette branche de l'(astro)physique qui étudie l'univers aux plus grandes échelles observables ainsi que son histoire. Il a un volume horaire de 32 heures (cours et travaux dirigés inclus). Il utilise des éléments de relativité générale qui seront rappelés mais ne seront pas introduits en détails. Il est donné en anglais. Pour un programme détaillé, voir la version anglaise. 

Ce cours propose une introduction à la théorie des probabilités et ses applications , adaptée aux physiciens.