Matter far from equilibrum

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Contact - Secrétariat de l’enseignement :
Tél : 01 44 32 35 61
enseignement@phys.ens.fr

Enseignant  : Jean-François Joanny (Institut Curie, ESPCI)

Chargé de TD : Vincent Demery (ESPCI)

Nombre d’ECTS : 3

Langue d’enseignement  :

Description :

1. Introduction to matter out of equilibrium
- Examples of Non-Equilibrium systems
- Criteria for non-equilibrium systems
-violation of the fluctuation-dissipation theorem
-cycles in phase space
- Microrheology
- Outline of the course

2. Molecular motors
- Introduction to molecular motors
- ASEP models, violation of Einstein relation
- Non-equilibrium thermodynamics of molecular motors
- Onsager relations
- Two-level systems, Fokker Planck equation
- Assemblies of molecular motors, spontaneous symmetry beaking and non-
equilibrium phase transitions.
- Oscillations of assemblies of molecular motors

3. Bacterial suspensions
- Run and tumble and active Brownian particle model
- Chemiotaxy
- Biased random walks of bacteria in non uniform media
-Stationary state
-Chemiotaxy
-Rectification
- Bacterial suspensions
-Phase transitions
-Non-homogeneous states
- Logistic growth and Fisher waves

4. Active Matter
- Introduction to active matter, dry and wet active matter
- Viscek model of active Matter
- Dry active Matter
-Toner and Tu theory
-Polar and nematic systems
-Stability of dry active matter
-Giant fluctuations in active systems
- Wet active matter, active gel theory
- Experiments on active matter
-Biological systems
-Synthetic systems : Bartolo, Bocquet, Chaikin et al
- Spontaneous flow of active matter
- Defects in active matter.
- Pressure in active systems
- Mixture between active and non-active particles.
- Noise in active systems : Basu, Fodor

5. Hydrodynamics at small Reynolds numbers
- Scallup theorem
- Cilia and flagella
- Swimmers

6. Fluctuation and response in active systems
- Fluctuation theorems
- Hatano-Sasa relation
- Entropy production in active systems

7. Mechanics and growth of tissues
- Continuous description of tissues
- Homeostatic state of tissues
- Flucutations and noise in tissues

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