IRP NP-Strong : Non-perturbative methods in strongly coupled field theories and statistics

IRP entre l’ UMR3681 Institut de physique théorique (IPhT) et International Institute of Physics (Universidade Federal Rio Grande do Norte)

Partenaires français du projet

Nom du coordinateur : Didina SERBAN

Laboratoire de rattachement du coordinateur : UMR3681 Institut de physique théorique (IPhT), CEA/Saclay 91191 GIF SUR YVETTE CEDEX

Institut CNRS : INP

Autres organismes et laboratoires : LPENS (UMR8023), LOMA (UMR5798), CPhT (UMR7644)

Partenaire(s) étranger(s)

Pays concerné(s) : Brésil

Nom du coordinateur : Alvaro FERRAZ

Organisme et laboratoire de rattachement du coordinateur : International Institute of Physics (UF Rio Grande do Norte)

Autres organismes et laboratoires : UF do Rio Grande del Norte, UF de Sao Carlos, ICTP Sao Paulo, UF de Goiás

Programme scientifique concis :

La description des systèmes quantiques/en interaction forte est d’une importance capitale aussi bien en matière condensée qu’en physique des hautes énergies. Un certain nombre d’approches sont utilisées et développées dans ce but, allant de la phénoménologie en conjonction à l’expérience, de la modélisation impliquant des théories quantiques des champs, des outils analytiques non-perturbatifs, jusqu’au traitement exact des théories statistiques des champs. Le projet est centré sur l’utilisation de telles approches et la conception de nouveaux outils, dans le but de décrire des phénomènes émergents dans les systèmes en interaction forte. Trois aspects différents, chacun avec des intérêts et des méthodes spécifiques, seront couverts par le projet : Matériaux émergents dans la physique de la matière condensée, Dualités entre les théories de jauge et les théories des cordes et intégrabilité des théories conforme en dimension supérieure, Résultats exacts en physique statistique.

Les collaborations de C. Pépin et S. Burdin avec le Brésil ont commencé autour de 2010, celle de V. Kazakov et P.Vieira vers 2006, celle de B. Basso et P. Vieira vers 2012, et celle de J.-R. Chazottes avec S. Gallo et D. Takahashi datent de quelques années.

Complémentarité des équipes :

Les laboratoires brésiliens ont une expertise de très haut niveau, qui complémente celle des laboratoires français, dans les domaines des liquides de spins, isolants topologiques/matériaux aux excitations topologiques, cuprates supraconducteurs, holographie, théorie des cordes, approche dite de bootstrap, théories de champs intégrables, mécanique statistique et techniques de la théorie ergodique.

Rappel du contexte de la coopération et des relations existantes

C. Pépin a passé un an comme professeur invité à l’IIP Natal et a une longue collaboration avec S. Burdin, A. Ferraz et avec H. Freire sur les liquides de spin et les cuprates supraconducteurs. Ils ont co-organisé plusieurs colloques (4 au Natal), et S. Burdin et A. Ferraz ont co-dirigé une thèse en double diplôme. D. Serban et P. Vieira ont co-organisé un programme d’études et de recherche au SAIFR en 2018 et déposé une demande de doctorat en double diplôme entre l’ITP Sao Paulo et l’Université Paris-Saclay. P. Vieira et V. Kazakov ont une longue histoire de collaboration concernant la solution exacte pour le spectre de dimension anormale de la théorie de Yang-Mills super-symétrique maximale en quatre dimensions (N = 4 SYM). Les collaborations de B. Basso, T. Fleury et P. Vieira ont abouti à des représentations très utiles des amplitudes de diffusion et des fonctions de corrélation dans les théories de jauge intégrables à quatre dimensions. J.-R. Chazottes a déjà une collaboration bien établie avec S. Gallo et D. Takahashi sur les chaînes stochastiques à mémoire illimitée et états d’équilibre dans les théories statistiques des champs.

Résultats attendus du projet :

Aboutir à une description des effets des interactions fortes dans les cuprates supraconducteurs, une description des liquides de spin en trois dimensions

Perspectives industrielles ou attendues du projet :

Identification et caractérisation de nouveaux matériaux avec des possibles applications technologiques. Si de tels développements se faisaient, nous prendrons attache auprès de la délégation et du FSD.

Avantages attendus de la collaboration pour le/les laboratoire(s) français :

Les laboratoires français vont bénéficier de l’expertise et du savoir-faire des équipes brésiliennes pour faire avancer des projets de recherche déjà prévu et identifier des nouveaux projets potentiels.

Apports dans le projet du/des laboratoire(s) français :

Équipement (ordinateurs), bureaux, salles de conférence pour les éventuels ateliers, et surtout le savoir-faire des chercheurs

Apports dans le projet du/des laboratoire(s) étrangers :

Équipement (ordinateurs), bureaux, salles de conférence pour les éventuels ateliers, et surtout le savoir-faire des chercheurs

    Participants

    • Didina Serban, Coordinator France
    • Alvaro Ferraz, Coordinator Brazil