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Sujet de stage / Master 2 Internship

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Mouvement collectif : Coupler synchronisation interne et externe

Spécialité : PHYSIQUE / Physique statistique

Contact : CHATE Hugues,
e-Mail : hugues.chate@cea.fr,   Tel : +33 1 69 08 73 46
Laboratoire : SPEC/SPHYNX

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Durée du stage : 0-3 mois
Date limite de constitution de dossier : 06/04/2018

Résumé :

Sujet détaillé :
Les modèles simples de mouvement collectifs peuvent être vus comme des systèmes pour lesquels les degrés de liberté orientationels cherchent à se synchroniser (de manière à ce que les particules se déplacent ensemble). De nombreux organismes actifs, vivants ou autopropulsés possèdent des degrés de liberté internes, modes d'oscillation, pouvant se synchroniser les uns avec les autres sous contact, puis influer le mouvement. Cela a par exemple été observé chez myxobacteria, qui, de temps en temps, inverse spontanément son mouvement: A densité élevée, ces renversements de mouvement peuvent se synchroniser, et amènent alors des effets collectifs dans le mouvement des groupes.
Le but du projet est de proposer un cadre théorique générale prenant en compte le couplage entre synchronisation de degrés de liberté internes et direction du mouvement. Un tel cadre générale fait actuellement défaut, au-delà des travaux spécifiques sur les myxobacteria. Des travaux récents dans le domaine de la "sociophysique", ont étudiés comment les contacts entre des marcheurs aléatoires peuvent créer des "réseaux sociaux" et comment, des populations composées de tels agents peuvent synchroniser leurs "opinions". Néanmoins, ces travaux ne prennent pas en compte le fait que le mouvement des agents peut lui-même être influencé par leur "opinion". En particulier, le cas d'une rétroaction de degrés de liberté internes sur le mouvement des particules n'a pas été exploré.
Dans un premier temps, il s'agira d'étudier des modèles minimaux pour lesquels des phénomènes non-triviaux émergent du coulage entre degrés de liberté internes et mouvement. Dans un deuxième temps, il s'agira de dériver des théories effectives continues de ces systèmes en utilisant différentes techniques analytiques et théoriques.
Références :
- Breaking symmetry in myxobacteria. OA Igoshin, D Kaiser, G Oster, Current Biology 14 (12), R459 (2004)
- K. Uriu, S. Ares, A. C. Oates, and L. G. Morelli, Phys. Biol. 9, 036006 (2012)
Mots clés :

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