Physique de la matière condensée - Antoine Georges (Collège de France)

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Des oxydes supraconducteurs aux atomes froids : la matière à fortes corrélations quantiques

Premier cours : Introduction. Blocage de Coulomb, Modèles d'impuretés quantiques, effet Kondo.

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Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Des oxydes supraconducteurs aux atomes froids : la matière à fortes corrélations quantiques

Deuxième cours : Modèles d'impuretés quantiques, effet Kondo (II).

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Physique de la matière condensée

Des oxydes supraconducteurs aux atomes froids : la matière à fortes corrélations quantiques

Troisième cours : Transition de Mott bosonique et atomes froids.

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Physique de la matière condensée

Des oxydes supraconducteurs aux atomes froids : la matière à fortes corrélations quantiques

Quatrième cours : Liquides de Fermi et quasiparticules.

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Physique de la matière condensée

Des oxydes supraconducteurs aux atomes froids : la matière à fortes corrélations quantiques

Cinquième cours : Structure et propriétés électroniques des oxydes de métaux de transition : introduction.

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Physique de la matière condensée

Des oxydes supraconducteurs aux atomes froids : la matière à fortes corrélations quantiques

Sixième cours : Transition de Mott et corrélations électroniques dans les oxydes: de Brinkman-Rice à la théorie du champ moyen dynamique.

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Physique de la matière condensée

Des oxydes supraconducteurs aux atomes froids : la matière à fortes corrélations quantiques

Septième cours : Supraconducteurs à haute température critique : quelques mystères clés...

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Physique de la matière condensée

Des oxydes supraconducteurs aux atomes froids : la matière à fortes corrélations quantiques

Huitième et dernier cours : Corrélations électroniques dans les oxydes: le rôle du couplage de Hund.

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Physique de la matière condensée

Année 2010-2011

Cuprates supraconducteurs : où en est-on ?

Premier cours :

- Introduction. Matériaux. Structure électronique. Modèles.

- Les grands régimes du diagramme de phases

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Année 2010-2011

Cuprates supraconducteurs : où en est-on ?

Deuxième cours :

Phénoménologie des cuprates supraconducteurs (suite) : pseudogap, dichotomie noeuds/antinoeuds

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Physique de la matière condensée

Année 2010-2011

Cuprates supraconducteurs : où en est-on ?

Troisième cours :

Origine physique du « pseudogap », dichotomie noeuds/antinoeuds (II)

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Année 2010-2011

Cuprates supraconducteurs : où en est-on ?

Quatrième cours :

Origine physique du « pseudogap », dichotomie noeuds/antinoeuds (II)

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Physique de la matière condensée

Année 2010-2011

Cuprates supraconducteurs : où en est-on ?

Cinquième et dernier cours :

1) Phénoménologie de la phase supraconductrice des cuprates (suite)

2) Progrès théoriques récents sur la dichotomie noeud/antinoeuds : extensions de l'approche de champ moyen dynamique ("cluster-DMFT')

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Physique de la matière condensée

Année 2013-2014

Petits systèmes thermoélectriques : conducteurs mésoscopiques et gaz d'atomes froids

Premier cours :

Rappels sur la thermoélectricité. Expression des coefficients thermoélectriques dans l'approche de Landauer-Büttiker

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Année 2013-2014

Petits systèmes thermoélectriques : conducteurs mésoscopiques et gaz d'atomes froids

Deuxième cours :

Effets thermoélectriques dans le régime quantique : contact ponctuel, point quantique

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Année 2013-2014

Petits systèmes thermoélectriques : conducteurs mésoscopiques et gaz d'atomes froids

Troisième cours :

Filtrage en énergie et efficacité thermoélectrique

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Année 2013-2014

Petits systèmes thermoélectriques : conducteurs mésoscopiques et gaz d'atomes froids

Quatrième cours :

Transport thermique dans le régime quantique, liens avec la théorie de l'information

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Année 2013-2014

Petits systèmes thermoélectriques : conducteurs mésoscopiques et gaz d'atomes froids

Cinquième cours :

Gaz d'atomes froids : effets thermomécaniques ; réalisation de petites machines thermiques

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Année 2013-2014

Petits systèmes thermoélectriques : conducteurs mésoscopiques et gaz d'atomes froids

Sixième cours :

Superfluides : quand l'entropie se propage comme une onde. (« Premier » et « second » son, et leur couplage éventuel)

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Physique de la matière condensée

Année 2016-2017

Contrôler les fonctionnalités des oxydes : héterostructures, impulsions lumineuses

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2016-2017

Contrôler les fonctionnalités des oxydes : héterostructures, impulsions lumineuses

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Année 2016-2017

Contrôler les fonctionnalités des oxydes : héterostructures, impulsions lumineuses

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Année 2016-2017

Contrôler les fonctionnalités des oxydes : héterostructures, impulsions lumineuses

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Année 2016-2017

Contrôler les fonctionnalités des oxydes : héterostructures, impulsions lumineuses

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Année 2016-2017

Contrôler les fonctionnalités des oxydes : héterostructures, impulsions lumineuses

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Physique de la matière condensée

Année 2018-2019

Fermions en interaction : Introduction à la théorie du champ moyen dynamique

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2018-2019

Fermions en interaction : Introduction à la théorie du champ moyen dynamique

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2018-2019

Fermions en interaction : Introduction à la théorie du champ moyen dynamique

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Année 2018-2019

Fermions en interaction : Introduction à la théorie du champ moyen dynamique

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Année 2018-2019

Fermions en interaction : Introduction à la théorie du champ moyen dynamique

Antoine Georges

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Année 2020-2021

Le modèle de Hubbard fermionique : introduction et progrès récents

Paradigme de la physique des systèmes quantiques en interaction, le modèle de Hubbard a dans ce domaine un statut similaire à celui du modèle d'Ising en physique statistique. C'est le modèle le plus simple à formuler, mais dont on peut espérer qu'il suffise à comprendre au moins qualitativement certains phénomènes collectifs comme le magnétisme, les transitions métal-isolant ou la supraconductivité non-conventionnelle. Malgré sa simplicité, ce modèle constitue un formidable défi théorique. Après une introduction aux motivations physiques – depuis les matériaux à fortes corrélations électroniques jusqu'aux atomes froids dans les réseaux optiques – le cours de cette année fera le point sur l'état actuel de notre compréhension de ce modèle, particulièrement en deux dimensions, et présentera les principales méthodes ayant permis des progrès récents ou laissant espérer des avancées prochaines.

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Année 2020-2021

Le modèle de Hubbard fermionique : introduction et progrès récents

Paradigme de la physique des systèmes quantiques en interaction, le modèle de Hubbard a dans ce domaine un statut similaire à celui du modèle d'Ising en physique statistique. C'est le modèle le plus simple à formuler, mais dont on peut espérer qu'il suffise à comprendre au moins qualitativement certains phénomènes collectifs comme le magnétisme, les transitions métal-isolant ou la supraconductivité non-conventionnelle. Malgré sa simplicité, ce modèle constitue un formidable défi théorique. Après une introduction aux motivations physiques – depuis les matériaux à fortes corrélations électroniques jusqu'aux atomes froids dans les réseaux optiques – le cours de cette année fera le point sur l'état actuel de notre compréhension de ce modèle, particulièrement en deux dimensions, et présentera les principales méthodes ayant permis des progrès récents ou laissant espérer des avancées prochaines.

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Année 2020-2021

Le modèle de Hubbard fermionique : introduction et progrès récents

Paradigme de la physique des systèmes quantiques en interaction, le modèle de Hubbard a dans ce domaine un statut similaire à celui du modèle d'Ising en physique statistique. C'est le modèle le plus simple à formuler, mais dont on peut espérer qu'il suffise à comprendre au moins qualitativement certains phénomènes collectifs comme le magnétisme, les transitions métal-isolant ou la supraconductivité non-conventionnelle. Malgré sa simplicité, ce modèle constitue un formidable défi théorique. Après une introduction aux motivations physiques – depuis les matériaux à fortes corrélations électroniques jusqu'aux atomes froids dans les réseaux optiques – le cours de cette année fera le point sur l'état actuel de notre compréhension de ce modèle, particulièrement en deux dimensions, et présentera les principales méthodes ayant permis des progrès récents ou laissant espérer des avancées prochaines.

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Physique de la matière condensée

Année 2020-2021

Le modèle de Hubbard fermionique : introduction et progrès récents

Paradigme de la physique des systèmes quantiques en interaction, le modèle de Hubbard a dans ce domaine un statut similaire à celui du modèle d'Ising en physique statistique. C'est le modèle le plus simple à formuler, mais dont on peut espérer qu'il suffise à comprendre au moins qualitativement certains phénomènes collectifs comme le magnétisme, les transitions métal-isolant ou la supraconductivité non-conventionnelle. Malgré sa simplicité, ce modèle constitue un formidable défi théorique. Après une introduction aux motivations physiques – depuis les matériaux à fortes corrélations électroniques jusqu'aux atomes froids dans les réseaux optiques – le cours de cette année fera le point sur l'état actuel de notre compréhension de ce modèle, particulièrement en deux dimensions, et présentera les principales méthodes ayant permis des progrès récents ou laissant espérer des avancées prochaines.

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Physique de la matière condensée

Année 2020-2021

Le modèle de Hubbard fermionique : introduction et progrès récents

Paradigme de la physique des systèmes quantiques en interaction, le modèle de Hubbard a dans ce domaine un statut similaire à celui du modèle d'Ising en physique statistique. C'est le modèle le plus simple à formuler, mais dont on peut espérer qu'il suffise à comprendre au moins qualitativement certains phénomènes collectifs comme le magnétisme, les transitions métal-isolant ou la supraconductivité non-conventionnelle. Malgré sa simplicité, ce modèle constitue un formidable défi théorique. Après une introduction aux motivations physiques – depuis les matériaux à fortes corrélations électroniques jusqu'aux atomes froids dans les réseaux optiques – le cours de cette année fera le point sur l'état actuel de notre compréhension de ce modèle, particulièrement en deux dimensions, et présentera les principales méthodes ayant permis des progrès récents ou laissant espérer des avancées prochaines.

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Physique de la matière condensée

Année 2020-2021

Le modèle de Hubbard fermionique : introduction et progrès récents

Paradigme de la physique des systèmes quantiques en interaction, le modèle de Hubbard a dans ce domaine un statut similaire à celui du modèle d'Ising en physique statistique. C'est le modèle le plus simple à formuler, mais dont on peut espérer qu'il suffise à comprendre au moins qualitativement certains phénomènes collectifs comme le magnétisme, les transitions métal-isolant ou la supraconductivité non-conventionnelle. Malgré sa simplicité, ce modèle constitue un formidable défi théorique. Après une introduction aux motivations physiques – depuis les matériaux à fortes corrélations électroniques jusqu'aux atomes froids dans les réseaux optiques – le cours de cette année fera le point sur l'état actuel de notre compréhension de ce modèle, particulièrement en deux dimensions, et présentera les principales méthodes ayant permis des progrès récents ou laissant espérer des avancées prochaines.

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Physique de la matière condensée

Année 2021-2022

Des métaux étranges aux trous noirs : autour des modèles SYK

Le cours de cette année concerne des systèmes quantiques dans lesquels les excitations de basse énergie ne peuvent être décrites en termes de quasiparticules. Les propriétés de transport de ces systèmes sont inhabituelles et différentes d'un liquide de Fermi usuel (« métal étrange »), avec par exemple une résistivité dépendant linéairement de la température. La dissipation dans ces systèmes est « Planckienne », c'est-à-dire aussi rapide que le permet la mécanique quantique. Le cours portera sur une classe de modèles introduits par Sachdev et Ye, puis Kitaev (SYK) et leurs généralisations, qui permettent de comprendre ces phénomènes dans un cadre théorique précis. De plus, une correspondance remarquable a été établie entre ces modèles et certaines théories de la gravitation quantique. Ces aspects seront plus particulièrement abordés dans le cadre de quatre conférences invitées par le professeur Subir Sachdev (Harvard University).

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Physique de la matière condensée

Année 2021-2022

Des métaux étranges aux trous noirs : autour des modèles SYK

Le cours de cette année concerne des systèmes quantiques dans lesquels les excitations de basse énergie ne peuvent être décrites en termes de quasiparticules. Les propriétés de transport de ces systèmes sont inhabituelles et différentes d'un liquide de Fermi usuel (« métal étrange »), avec par exemple une résistivité dépendant linéairement de la température. La dissipation dans ces systèmes est « Planckienne », c'est-à-dire aussi rapide que le permet la mécanique quantique. Le cours portera sur une classe de modèles introduits par Sachdev et Ye, puis Kitaev (SYK) et leurs généralisations, qui permettent de comprendre ces phénomènes dans un cadre théorique précis. De plus, une correspondance remarquable a été établie entre ces modèles et certaines théories de la gravitation quantique. Ces aspects seront plus particulièrement abordés dans le cadre de quatre conférences invitées par le professeur Subir Sachdev (Harvard University).

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Année 2021-2022

Des métaux étranges aux trous noirs : autour des modèles SYK

Le cours de cette année concerne des systèmes quantiques dans lesquels les excitations de basse énergie ne peuvent être décrites en termes de quasiparticules. Les propriétés de transport de ces systèmes sont inhabituelles et différentes d'un liquide de Fermi usuel (« métal étrange »), avec par exemple une résistivité dépendant linéairement de la température. La dissipation dans ces systèmes est « Planckienne », c'est-à-dire aussi rapide que le permet la mécanique quantique. Le cours portera sur une classe de modèles introduits par Sachdev et Ye, puis Kitaev (SYK) et leurs généralisations, qui permettent de comprendre ces phénomènes dans un cadre théorique précis. De plus, une correspondance remarquable a été établie entre ces modèles et certaines théories de la gravitation quantique. Ces aspects seront plus particulièrement abordés dans le cadre de quatre conférences invitées par le professeur Subir Sachdev (Harvard University).

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Année 2021-2022

Des métaux étranges aux trous noirs : autour des modèles SYK

Le cours de cette année concerne des systèmes quantiques dans lesquels les excitations de basse énergie ne peuvent être décrites en termes de quasiparticules. Les propriétés de transport de ces systèmes sont inhabituelles et différentes d'un liquide de Fermi usuel (« métal étrange »), avec par exemple une résistivité dépendant linéairement de la température. La dissipation dans ces systèmes est « Planckienne », c'est-à-dire aussi rapide que le permet la mécanique quantique. Le cours portera sur une classe de modèles introduits par Sachdev et Ye, puis Kitaev (SYK) et leurs généralisations, qui permettent de comprendre ces phénomènes dans un cadre théorique précis. De plus, une correspondance remarquable a été établie entre ces modèles et certaines théories de la gravitation quantique. Ces aspects seront plus particulièrement abordés dans le cadre de quatre conférences invitées par le professeur Subir Sachdev (Harvard University).

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Physique de la matière condensée

Année 2021-2022

Des métaux étranges aux trous noirs : autour des modèles SYK

Le cours de cette année concerne des systèmes quantiques dans lesquels les excitations de basse énergie ne peuvent être décrites en termes de quasiparticules. Les propriétés de transport de ces systèmes sont inhabituelles et différentes d'un liquide de Fermi usuel (« métal étrange »), avec par exemple une résistivité dépendant linéairement de la température. La dissipation dans ces systèmes est « Planckienne », c'est-à-dire aussi rapide que le permet la mécanique quantique. Le cours portera sur une classe de modèles introduits par Sachdev et Ye, puis Kitaev (SYK) et leurs généralisations, qui permettent de comprendre ces phénomènes dans un cadre théorique précis. De plus, une correspondance remarquable a été établie entre ces modèles et certaines théories de la gravitation quantique. Ces aspects seront plus particulièrement abordés dans le cadre de quatre conférences invitées par le professeur Subir Sachdev (Harvard University).

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Physique de la matière condensée

Année 2021-2022

Des métaux étranges aux trous noirs : autour des modèles SYK

Le cours de cette année concerne des systèmes quantiques dans lesquels les excitations de basse énergie ne peuvent être décrites en termes de quasiparticules. Les propriétés de transport de ces systèmes sont inhabituelles et différentes d'un liquide de Fermi usuel (« métal étrange »), avec par exemple une résistivité dépendant linéairement de la température. La dissipation dans ces systèmes est « Planckienne », c'est-à-dire aussi rapide que le permet la mécanique quantique. Le cours portera sur une classe de modèles introduits par Sachdev et Ye, puis Kitaev (SYK) et leurs généralisations, qui permettent de comprendre ces phénomènes dans un cadre théorique précis. De plus, une correspondance remarquable a été établie entre ces modèles et certaines théories de la gravitation quantique. Ces aspects seront plus particulièrement abordés dans le cadre de quatre conférences invitées par le professeur Subir Sachdev (Harvard University).

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Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique

01 - Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique : Introduction à l'apprentissage par réseaux de neurones et survol des applications en physique quantique

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique

02 - Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique : Représentation des états quantiques par réseaux de neurones (Neural Quantum States).

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique

03 - Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique : Introduction à la tomographie quantique

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique

04 - Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique : Représentations des états quantiques fermioniques par réseaux de neurones

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique

05 - Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique : Représentations des états quantiques fermioniques par réseaux de neurones (2)

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique

06 - Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique : Réseaux de neurones, apprentissage et fonctionnelle de densité : applications à la structure électronique

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Conférence - Assa Auerbach : Correlations and Transport in Strongly Interacting Phases of Condensed Matter

Assa Auerbach, Department of Physics, Technion, Israel Institute of Technology

The Hall Effect: What Moves in a Metal or a Superconductor?

The Hall resistivity has long been used to identify the mobile charge carriers in metals. However, transport theory has failed to explain several intriguing ''Hall anomalies'' in strongly correlated metals, superconductors, and thermal Hall effect in insulators.

Recent advances by our group include new formulas for the Hall coefficient, and a revised theory of flux flow in superconductors, which help us understand the ''moving parts'' in transport currents of these systems.

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Conférence - Assa Auerbach : Correlations and Transport in Strongly Interacting Phases of Condensed Matter

Assa Auerbach, Department of Physics, Technion, Israel Institute of Technology

The Higgs Mode and Quantum Criticality in Condensed Matter

The two dimensional O(N) relativistic field theory applied to bosonic condensed matter systems, predicts a massive amplitude mode which is paradigm of the high energy Higgs particle in electroweak theory. The condensed matter Higgs mode is a critical mode, which softens tuned toward a quantum critical transition. We have shown by that it is still visible as a threshold of optical conductivity, and in scalar dynamical susceptibilities, even when coupled to lower energy Goldstone modes.

I review experimental detection of critical Higgs modes in cold atoms on an optical lattice, at the superconducting to insulator transition in granular films, and as a "non-classical" optical mode in solid helium.

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Conférence - Assa Auerbach : Computing Low Energy Effective Hamiltonians of Hubbard and Heisenberg Models in Two Dimensions by Contractor Renormalization

Assa Auerbach, Department of Physics, Technion, Israel Institute of Technology

The Higgs Mode and Quantum Criticality in Condensed Matter

Contractor Renormalization (CORE) invented for computing correlations in lattice gauge theories in 1996, is a very promising approach for deriving low energy effective Hamiltonians of condensed matter lattice models. CORE identifies the low energy degrees of freedom and their interactions up to the range of truncation. Truncation error is controlled by the entanglement lengthscale, similarly to the convergence of DMRG. Examples of CORE results the derivation of Plaquette Boson-Fermion phenomenology for cuprate superconductors, and prediction of p6 symmetry breaking in the gapped spin liquid of the Heisenberg Kagome model.

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Conférence - Assa Auerbach : Kubo Formulas for Strongly Correlated Hamiltonians (A Pedagogical Blackboard Tutorial)

Assa Auerbach, Department of Physics, Technion, Israel Institute of Technology

Operator Hyperspace representation of Kubo formulas.

Continued Fractions expansions for dynamical longitudinal conductivities.

Degeneracy-Projected Polarizations expression for DC Hall and thermal-Hall conductivities.

Static (equilibrium) calculation of DC Hall-type coefficients.

Examples: Conductivity of disordered lattice bosons, Interaction effects on Hall coefficient of t-J model.

Antoine Georges

Chaire Physique de la matière condensée

Collège de France

Leçon inaugurale : Physique de la matière condensée

Date : 8 octobre 2009

Résumé

Le monde des matériaux présente une extraordinaire diversité d'architectures (cristaux, verres, mousses, gels) et de comportements physiques (métaux, isolants, semi-conducteurs, supraconducteurs). La physique de la matière condensée cherche à comprendre leurs propriétés. Nombre de technologies modernes (le transistor ou l'imagerie médicale par résonance magnétique nucléaire, par exemple) ont pour origine des découvertes fondamentales dans ce domaine. Antoine Georges nous convie ici à un voyage fascinant qui, partant des formes organisées que prend la matière à l'échelle macroscopique nous entraîne jusqu'à ses constituants intimes, à l'échelle de l'atome.

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique

Séminaire - Filippo Vicentini - Neural Quantum States for Finite Temperature and Open Systems, with a Practical Introduction to NetKet

Filippo Vicentini, École polytechnique, Paris et EPFL, Lausanne

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique

Séminaire - Giuseppe Carleoi - Time-Dependent Neural Quantum States

Giuseppe Carleo, EPFL, Lausanne

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique

Séminaire : Juan Carrasquilla - Quantum States with Neural Networks: Representations and Tomography

Intervenant(s) :

Juan Carrasquilla, Vector Institute, Toronto

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique

Séminaire : Giulio Biroli - Renormalization Group Theory and Machine Learning

Intervenant(s) :

Giulio Biroli, ENS, Paris

Antoine Georges

Physique de la matière condensée

Année 2022-2023

Réseaux de neurones, apprentissage et physique quantique

Séminaire : Ambroise van Roekeghem - Machine Learning Force Fields for Materials Science

Intervenant(s) :

Ambroise van Roekeghem, CEA-LITEN, Grenoble