Contributions à la dynamique de champ moyen des systèmes vitreux et au diagramme de phase d'un fluide classique en présence de désordre - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1998

Contributions to the mean field dynamics of glassy systems and to the phase diagram of a classical fluid with disorder

Contributions à la dynamique de champ moyen des systèmes vitreux et au diagramme de phase d'un fluide classique en présence de désordre

Résumé

This work deals with two features of the physics of disordered glassy systems. 1/ We study the time scales of systems with a slow relaxation, under the influence of an appropriate forcing mechanism. The Langevin dynamics of a particle in a random gaussian potential undergoes a glassy transition within the framework of the dynamical mean field theory (infinite dimensional). When an external force is imposed, the potential moves at finite velocity: the corresponding stationary regime shows a complex hierarchy of characteristic time scales, whereas at rest, the particle's response exhibits ``aging''. We estimate first the shape of the velocity force relationship in the neighborhood of the glassy transition. Then we investigate the zero temperature relaxation on a geometrical point of view (again in mean field theory). Both stationary and aging regime are shown to share many of their properties. The characteristic time scales and the friction force behave like power laws of the velocity whose exponent are determined. The diffusion of a particle driven by a spring on a one dimensional lattice of traps with time dependent depths is studied as another example of system where the spontaneous aging compete with an external forcing. 2/ The phase diagram of a fluid of hard spheres in presence of an external random pinning potential is investigated with the help of ab-initio methods. Using the concept of glassy transition based on the HNC closure equation, we draw the transition lines between the metastable liquid and the glassy state. A classical density functional approach allows us to estimate the liquid crystal coexistence line. At strong disorder, a continuous ``stable liquid to glass'' phase transition is found.
Cette thèse aborde deux aspects de la physique des systèmes désordonnés vitreux. 1/ Nous étudions les échelles de temps de systèmes à relaxation lente soumis à l'action d'un forçage approprié. La dynamique de Langevin d'une particule dans un potentiel aléatoire gaussien subit une transition vitreuse dans le cadre d'un champ moyen dynamique (dimension infinie). Soumise à une force constante la particule se meut à vitesse finie: le régime stationnaire associé est caractérisé par une hiérarchie complexe de temps caractéristiques. Au repos, la réponse de la particule est sujette à du "vieillissement". Après avoir estimé l'allure des relations force-vitesse autour de la transition vitreuse, nous étudions la relaxation à temp\'erature nulle d'un point de vue géométrique (toujours champ moyen). Les comportements stationnaire et de vieillissement s'unifient. Les temps caractéristiques et la force de friction s'expriment comme des puissances de la vitesse, dont les exposants sont déterminés. La diffusion d'une particule tirée par un ressort sur un réseau 1D de pièges dont la profondeur dépend du temps est étudiée comme un second exemple de système où le vieillissement spontané rivalise avec un forçage extérieur. 2/ Le diagramme de phase d'un système de sphères dures en présence d'un potentiel d'ancrage désordonné est abordé par des méthodes ab-initio. Exploitant le concept de transition vitreuse fondé sur l'équation de clôture HNC, nous traçons les lignes de transition entre liquide métastable et verre. Une approche classique de fonctionnelle densité permet d'estimer la ligne de coexistence liquide-cristal. A fort désordre une transition continue liquide stable-verre est mise en évidence.
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  • HAL Id : tel-03620678 , version 1

Citer

Fabrice Thalmann. Contributions à la dynamique de champ moyen des systèmes vitreux et au diagramme de phase d'un fluide classique en présence de désordre. Systèmes désordonnés et réseaux de neurones [cond-mat.dis-nn]. Université Joseph Fourier - Grenoble 1, 1998. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03620678⟩

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