Les sujets de thèses

6 sujets IPhT

Dernière mise à jour : 24-01-2022


• Physique théorique

 

Etude théorique des supraconducteurs cuprates et du graphite

SL-DRF-22-0256

Domaine de recherche : Physique théorique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Théorique

Saclay

Contact :

Catherine PEPIN

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2022

Contact :

Catherine PEPIN
CEA - DRF/IPhT//SPhT

01 69 08 72 18

Directeur de thèse :

Catherine PEPIN
CEA - DRF/IPhT//SPhT

01 69 08 72 18

Labo : https://www.ipht.fr/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_visu.php?id_ast=872

Voir aussi : https://www.ipht.fr/

Dans ce projet de physique théorique nous étudierons les diagramme de phases des supraconducteurs cuprates avec des techniques provenant de la théorie de couplage fort. Nous nous focaliserons sur une idée récente pour expliquer la phase de pseudo gap des cuprates, qui est celle de la fractionalisaton d'une onde de densité de paires de Cooper (Pair Density Wave). ce phénomène de fractionalisation ouvre un "gap" dans la surface de Fermi qui peut être relié au Pseudo-Gap observé dans ces matériaux. Nous testerons ces idées sur des expériences et produirons des prédictions.

En parallèle, sur un sujet un peu différent nous projetons d'étudier la supra-conductivité dans le graphite rhombohédral, en nous focalisant sur les propriétés topologiques du matériau. Cette deuxième partie sera faite en collaboration avec Cristina Bena de l'IPhT. Le candidat potentiel se formera à différentes techniques durant son PhD. En particulier il ou elle résoudra des équations de couplage fort, s'initiera aux techniques diagrammatiques, et aux solvers d'impuretés. Enfin, une interaction forte face les expérimentateurs très actifs dans ce domaine sera attendue.
Géometrie des systèmes intégrables, Récurrence topologique, Résurgence

SL-DRF-22-0686

Domaine de recherche : Physique théorique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Théorique

Saclay

Contact :

Bertrand EYNARD

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2022

Contact :

Bertrand EYNARD
CEA - DRF/IPhT

01 69 08 73 76

Directeur de thèse :

Bertrand EYNARD
CEA - DRF/IPhT

01 69 08 73 76

Labo : https://www.ipht.fr

Il s'agit d'un sujet très interdisciplinaire entre mathématique et physique théorique, avec une prédominance mathématique. Les systèmes quantiques sont souvent définis de façon 'perturbative', à partir d'un système classique, comme une série asymptotique, dont les coefficients sont définis, soit par une équation différentielle (Schroedinger), des relations de déformations, une définition combinatoire, des récurrences... Il s'agira de montrer, au moins dans certains examples, que ces définitions satisfont une récurrence universelle 'la récurrence topologique'. Par ailleurs, les relations de déformation satisfont un 'système intégrable'. Ensuite on remarque que la série asymptotique est une série divergente, et il faut une méthode de resommation. On utilisera la méthode de 'résurgence'. Le travail de thèse consistera à étudier, prouver, dans des exemples ou en général, des relations entre récurrence topologique, systèmes intégrables, et résurgence.
La Masse du Boson de Higgs en Cosmologie

SL-DRF-22-0489

Domaine de recherche : Physique théorique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Théorique

Saclay

Contact :

Raffaele Tito D'Agnolo

Date souhaitée pour le début de la thèse :

Contact :

Raffaele Tito D'Agnolo
CEA - DRF/IPhT

01 69 08 72 78

Directeur de thèse :

Raffaele Tito D'Agnolo
CEA - DRF/IPhT

01 69 08 72 78

Labo : https://www.ipht.fr

La masse du boson de Higgs est l'un des paramètres les plus importants de notre description de la nature. Sa valeur mesurée indique l'un des échecs les plus spectaculaires de la symétrie en physique. Nos estimations théoriques fondées sur la symétrie sont supérieures de plusieurs ordres de grandeur aux résultats expérimentaux. Pendant des décennies, nous nous sommes efforcés de comprendre cet échec apparent de la symétrie, mais les meilleures solutions que nous avons trouvées n'ont pas passé les tests expérimentaux directs. Elles ne sont pas apparues dans les collisionneurs électron-positron (LEP) ni dans les collisionneurs de hadrons (LHC). Au cours de ce projet, nous étudierons une nouvelle classe d'explications qui constitue une rupture radicale par rapport à la théorie standard. La valeur de la masse du boson de Higgs s'explique par des événements survenus au début de l'Univers, peut-être à des énergies beaucoup plus élevées que celles que nous pouvons sonder aujourd'hui en laboratoire. Les valeurs de la constante cosmologique et de la masse du boson de Higgs sont ainsi profondément interconnectées et le ciel apparaît comme le laboratoire ultime pour comprendre leur origine.
Modèles intégrables hors d'équilibre

SL-DRF-22-0554

Domaine de recherche : Physique théorique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Théorique

Saclay

Contact :

Vincent PASQUIER

Date souhaitée pour le début de la thèse :

Contact :

Vincent PASQUIER
CEA - DRF/IPhT//SPhT

01 69 08 81 25

Directeur de thèse :

Vincent PASQUIER
CEA - DRF/IPhT//SPhT

01 69 08 81 25

Labo : https://www.ipht.fr

Ce projet se situe dans le cadre de la physique statistique et de la physique mathématique. La thèse proposée consiste en l'étude de modèles où des particules ou des spins en interaction sur un réseau unidimensionnel sont placés dans des situation loin de l'équilibre thermodynamique. La thermodynamique des systèmes à l'équilibre est un sujet bien compris, mais les systèmes hors d'équilibre restent beaucoup plus mystérieux. Une voie d'approche possible est l'étude de l'évolution d'un système intégrable, classique ou quantique, à partir d'un état initial arbitraire. Nous proposons d'étudier les modèles intégrables hors d'équilibre en cherchant à déterminer leurs propriétés aux temps longs. En particulier, nous nous concentrerons sur une discrétisation l’évolution temporelle de modèles intégrables définis sur un réseau en préservant l'intégrabilité. Une telle discrétisation s'est révélée puissante numériquement, mais peu de choses ont été entreprises analytiquement. Plus concrètement, nous proposons dans un premier temps d'appliquer ces idées sur un modèle intégrable particulier qui porte le nom de "chaîne de Toda".
Obtenir des états de bord topologiques et d'autres états de bord ou de surface à partir de la métamorphose d'états d'impureté : solution exacte via la matrice T

SL-DRF-22-0255

Domaine de recherche : Physique théorique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Théorique

Saclay

Contact :

Cristina BENA

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2022

Contact :

Cristina BENA
CEA - DRF/IPhT

01 6908 7468

Directeur de thèse :

Cristina BENA
CEA - DRF/IPhT

01 6908 7468

Labo : https://www.ipht.fr/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_visu.php?id_ast=872

Voir aussi : https://www.ipht.fr/

Ce sujet de thèse se situe dans le domaine de la théorie de la matière condensée et de la physique des électrons dans les solides. Dans des travaux récents (Phys. Rev. B 100, 081106(R) (2019)), nous avons fourni un nouveau formalisme pour décrire la formation d'états d'extrémité, de bord ou de surface à travers l'évolution des états induits par les impuretés. Nous avons proposé une procédure générale qui consiste à trouver les états d'impureté via le formalisme matrice T et à montrer qu'ils évoluent vers des états de bord lorsque le potentiel d'impureté tend vers l'infini. Nous avons appliqué cette technique pour obtenir des états de Majorana dans des systèmes 1D et 2D, ainsi que des états de bord pour les isolants topologiques, des états de bord de graphène, des états de surface de graphite et des états de surface type arc de Fermi pour les isolants Weyl.



Nous proposons ici de généraliser cette technique à d'autres systèmes pour lesquels cette technique apporterait des avantages significatifs : par exemple nous envisageons d'étudier les états de bord du graphène multicouche avec différents empilements (ABA, ABC ou twisted), dans les régimes normal et supraconducteur, en explorant en particulier la possibilité de former des états de bord topologiques. Nous avons également l'intention d'utiliser cette technique pour étudier des chaînes de Shiba, c'est-à-dire des chaînes d'impuretés magnétiques ou non magnétiques situées à la surface d'un substrat supraconducteur, à la recherche de la formation d'états topologiques de Majorana.



Les candidats doivent avoir une bonne connaissance de la mécanique quantique avancée, de la théorie quantique des champs et de la physique des solides.
Supraconductivité et topologie dans le graphite rhombohédral

SL-DRF-22-0455

Domaine de recherche : Physique théorique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Théorique

Saclay

Contact :

Cristina BENA

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2022

Contact :

Cristina BENA
CEA - DRF/IPhT

01 6908 7468

Directeur de thèse :

Cristina BENA
CEA - DRF/IPhT

01 6908 7468

Labo : https://www.ipht.fr

Dans ce projet de thèse, nous proposons une étude théorique de la supraconductivité et des propriétés topologiques autour des défauts dans le graphite. Ce projet s'inscrit dans le contexte de l'observation récente de la supraconductivité dans les graphène bi-couches Moiré, ainsi que dans le graphène rhomboédrique ABC. L'élément clé de ces systèmes semble être la présence de bandes électroniques plates. De telles bandes plates peuvent également apparaître autour des impuretés dans le graphite, ce qui pourrait induire des îlots supraconducteurs locaux. Nous proposons de réaliser une analyse théorique complète des propriétés électroniques pour divers composés graphitiques, en particulier pour un réseau tridimensionnel d'impuretés à empilement rhomboédrique. Notre objectif est de déterminer les conditions dans lesquelles une supraconductivité en volume avec une température critique plus élevée pourrait être induite dans le graphite. Notre projet bénéficierait d'une collaboration avec des équipes expérimentales du CEA/DEN/SRMP, et du Collège de France, qui créeraient et stabiliseraient artificiellement des impuretés par irradiation du graphite, et exploreraient leur effet sur les propriétés physiques.

 

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