Séminaire de Mécanique d'Orsay
Jeudi 17 mars à 14h au FAST
Fluctuations dans les systèmes hors équilibre : de la théorie aux expériences
Sergio Ciliberto
Laboratoire de Physique de l'ENS de Lyon
 

L'étude des fluctuations dans les systèmes hors équilibre est un sujet de grand intérêt qui a des applications aux systèmes dynamiques ainsi qu'aux systèmes stochastiques. Dans ce séminaire nous nous intéressons aux fluctuations de puissance injectée et dissipée dans ces systèmes, avec une attention particulière aux systèmes stochastiques. Nous décrivons deux cas très généraux, c'est à dire les fluctuations du travail effectué par une force externe sur un oscillateur harmonique en contact avec un bain thermique et sur une particule Brownienne confinée par un potentiel avec une forte non-linéarité. Nous présentons aussi la mesure des fluctuations de la chaleur dissipée par ces systèmes vers le bain thermique. On montre que ces systèmes présentent des événements extrêmes pendant lesquels le taux de production d'entropie instantané est négatif. La probabilité des ces évènements est quantifiée par les théorèmes de fluctuations (FTs). L'analyse des données expérimentales dans le contexte de ces théorèmes nous permet d'introduire leurs prédictions et de discuter l'utilité et l'observabilité de ces prédictions dans les applications. Nous discutons aussi les corrections de temps fini, c'est à dire le temps caractéristique de mesure au-delà duquel les prédictions de ces théorèmes sont effectivement vérifiées. En fonction de la variable considérée la convergence des mesures aux prédictions peut être plus au moins rapide. Nous montrons que pour les fluctuations de la production totale d'entropie, qui n'est pas toujours facilement accessible expérimentalement, les FTs sont vérifiés pour tous les temps. Les conséquences de FT et ses applications à l'analyse des données expérimentales seront aussi présentées. Enfin on discutera brièvement les problèmes liés à l'application de FT aux systèmes dynamiques.