2021-2022 FIP/ICFP seminar Program

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enseignement@phys.ens.fr

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The seminar takes place once every two weeks (odd number weeks), on Tuesday at 5:15pm in the lecture room Jaurès at 29, rue d’Ulm (except occasional changes). On the even number weeks you are invited to follow the colloquium of the physics department.

 September 28 : Gwendal Feve

Sorbonne Université & LPENS (Quantum materials and devices)

Electron and anyon collisions in mesoscopic electronic conductors

In small electronic conductors placed at low temperature, charge transport can be guided along one-dimensional ballistic channels acting as perfect quantum wires on a typical distance of few tens of microns. Combining ballistic propagation with electronic beam-splitters realized using metallic gates, electronic interferometers can be implemented allowing to understand and analyze the propagation of electrical currents as a phase coherent process that presents many analogies with the propagation of light in optics. I will more specifically discuss the geometry of the collider where charged excitations are emitted at the two inputs of a beam-splitter. The results of the collision are then analyzed by measuring the fluctuations of the electrical current transmitted towards the splitter outputs. I will present how these experiments can provide information both on the charge and on the quantum statistics of the colliding particles. I will focus in particular on the fractional quantum Hall regime occurring when a large magnetic field is applied perpendicular to a two dimensional conductor, and which hosts new excitations carrying a fractional charge and obeying fractional statistics.

 October 12 : David Bensimon

LPENS (Biophysics)

Somitogenesis and critical slowing down

 October 26 : Antoine Gusdorf

postponed to Nov 23

 November 9 : Michel Koenig

Laboratoire LULI, Ecole Polytechnique (Palaiseau)

Le laboratoire LULI : Des lasers pour comprendre l’univers

Les recherches effectuées au Laboratoire pour l’Utilisation des lasers Intenses s’articulent autour de la physique des plasmas chauds. Cet état de la matière (le 4ème), complètement ou partiellement ionisée, est le moins familier mais représente 99% de la matière visible dans l’univers. Étudier par conséquent les plasmas chauds s’avère donc naturel et fondamental pour notre compréhension d’un grand nombre de phénomènes astrophysiques par exemple. Le Laboratoire pour l’Utilisation des lasers Intenses (LULI) du CNRS situé à l’École Polytechnique œuvre depuis plus de trente à approfondir notre connaissance de ces plasmas chauds. En disposant de lasers de haute énergie/intensité, le LULI possède les outils nécessaires pour reproduire en laboratoire les conditions pertinentes à l’étude de plasmas astrophysiques ou de fusion thermonucléaire. Nous présenterons dans cet exposé les différentes installations laser du LULI, en les situant sur le plan international. Puis vous mettrons en avant les principales avancées obtenues sur les installations du LULI allant de la physique des intérieurs planétaires aux explosions de supernovae.

 November 23 : Antoine Gusdorf

LPENS (Radioastronomy)

exceptionally in the lecture room Borel, 29 rue d’Ulm

Evolved supernova remnants, an odyssey in the interstellar medium

During its life, each cubic centimeter of the Milky Way has been encompassed by a shock wave associated to a supernova remnant (SNR), the structure resulting from the explosion of a supernova. For tens of thousands of years, SNRs represent a significant source of feedback process due to stars on galaxies : they inject energy in the interstellar medium (ISM) in the form of shock waves, ultraviolet, X- and gamma-ray photons, and cosmic rays (CRs). They hence alter the characteristics of star formation, as well as gas-phase and grain chemistry. Overall, SNRs play a crucial role on the cycle of matter and evolution of our Galaxy. In this talk, I will illustrate how to quantify the energetic and chemical impacts of SNRs, and how to characterize the star formation in molecular clouds interacting with SNRs, touching on all the classical questions linked to interstellar medium science. I will eventually show how the information thus gained can be re-invested to better understand the acceleration of cosmic rays in earlier stage of the explosion and to build a bridge towards high-energy studies. If time and conditions allows, I will propose a small experiment to materialize the presence of cosmic rays in our atmosphere.

 December 14 : Marie-Hélène Schune

Laboratoire de l’accélérateur linéaire (Orsay)

b-physics : a tool to probe the Standard Model
I will try to show in this seminar why and how the study of particles containing a b quark is a major tool to study the Standard Model of particle physics. I will in particular discuss some of the latest results of the LHCb experiment at CERN on CP violation and of the study of lepton universality.

 January 4 : Valentina Parigi

Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université
exceptionally in the lecture room Borel, 29 rue d’Ulm

Multimode optics for quantum complex networks
Multimode optical fields interacting in non-linear crystals show up multipartite quantum properties. Such properties take the shape of lower-than-vacuum noise or quantum correlations (like entanglement) according to the global measurement setting that we have chosen to interrogate them. In particular, if we measure quantities with a continuum spectrum of values, like amplitude and phase of the fields, we can engineer quantum correlations with any graphical representation. These systems can then be used as a platform for the so-called continuous-variable quantum information protocols. I will review the properties of these optical systems and show the importance and complexity of achieving non-Gaussian statistical distributions of continuous variables.

 March 8 : Pierre-François Cohadon

Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université
room Borel, 29 rue d’Ulm

La détection des ondes gravitationnelles

Prédites par Einstein dès 1915, les ondes gravitationnelles n’ont été détectées qu’en 2015. Je présenterai le challenge expérimental qu’a représenté leur détection, le principe des interféromètres géants utilisés pour leur détection et les premiers enseignements qui en ont été tirés.

 March 15 : Anaëlle Maury

AIM, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay, Université de Paris et CEA Astrophysics department

Embryons d’étoiles et graines de planètes : l’origine (physique) des mondes

Quelles conditions dans l’Univers permettent de former des systèmes solaires comme le nôtre ? Pour comprendre les origines de notre Soleil et de son cortège de planètes, dont la Terre, il faudrait remonter dans le temps il y à 4.6 milliards d’années … Un défi impossible auquel s’attellent les astrophysiciens, en utilisant l’espace comme succédané de machine à remonter le temps. En effet, pour éclaircir ce mystère, nous utilisons les embryons d’étoiles de nurseries stellaires à des années lumières comme laboratoire à ciel ouvert, dans le but d’établir un scénario physique permettant d’expliquer la formation des milliards d’étoiles de la Voie Lactée, mais aussi pourquoi l’immense majorité d’entre elles semblent abriter des cortèges planétaires. J’exposerai nos méthodes pour dépouiller l’émission de ces objets jeunes et les comparer à des modèles, et passerai en revue certains récents résultats marquants pour la formation stellaire.

 March 22 : Jérôme Lesueur

ESPCI
Les supraconducteurs à haute Tc : physique et applications

Un matériau supraconducteur présente des propriétés quantiques à l’échelle macroscopique, ce qui lui confère des propriétés exceptionnelles comme une conductivité parfaite, par exemple. De plus, il est possible de manipuler des états quantiques à grande échelle, et de réaliser des portes logiques quantiques appelées Qbits, mais également des détecteurs extrêmement performants. En supraconductivité, recherche fondamentale et applications sont très intimement liées.
Au cours de ce séminaire, j’introduirai brièvement les concepts de base de la supraconductivité, et je montrerai comment nous les avons mis en œuvre pour réaliser des dispositifs électroniques performants en utilisant des « supraconducteurs à haute Tc ». Ces matériaux présentent l’avantage de développer ces propriétés remarquables à la température de l’azote liquide, compatible avec un développement à grande échelle. Je présenterai nos résultats concernant des détecteurs d’ondes THz qui ont de nombreuses applications dans le domaine médical et de la sécurité, et des antennes de détection radar.

 April 5 : L3 students

Presentation of the projects of the IPT

 April 12 : Jean-Louis Dufresne

Laboratoire de Météorologie Dynamique et Institut Pierre et Simon Laplace

Physique du climat : quelques éléments et enjeux

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