La physique statistique hors d’équilibre: problèmes et développements récents
 
IPhT
Jeudi 08/09/2011, 11:00
NIMBE Bât 125, p.157, CEA-Saclay

L'état stationnaire d'un système maintenu loin de l'équilibre ne peut pas être décrit par les lois fondamentales de la thermodynamique et de la physique statistique (par exemple, le courant transporté dans une barre de métal en contact avec deux thermostats à des potentiels ou des températures différentes). Il n'existe aujourd'hui aucune théorie générale des systèmes hors d'équilibre : on ne dispose ni d'une description macroscopique à partir de fonctions d'états (qui remplaceraient l'entropie ou l'énergie libre), ni de principe combinatoire à l'échelle microscopique (qui généraliserait la loi de Boltzmann et la fonction de partition). Toutefois, des avancées remarquables ont été accomplies durant la dernière décennie : ces résultats, appelés théorèmes de fluctuation, montrent que l'on peut quantifier les fluctuations atypiques d'un système hors d'équilibre par des fonctions de grandes déviations, qui pourraient jouer un rôle analogue à celui des potentiels thermodynamiques. En outre, les fonctions de grandes déviations vérifient des relations de symétrie remarquables (dues notamment à Gallavotti, Cohen, et Jarzynski) qui généralisent, loin de  l'équilibre, les relations d'Einstein et d'Onsager (qui ne sont valides qu'au voisinage de l'équilibre).

Le but de cet exposé sera de présenter certains de ces concepts et de les illustrer à partir de solutions exactes obtenues sur un modèle mathématique, le processus d'exclusion asymétrique, considéré  comme le paradigme de la physique statistique hors d'équilibre.


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Contact : Florent MALLOGGI

 

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