Etude numérique de verres de spins Ising en dimension trois

par Pierre-Olivier Mari

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Ian, Alexander Campbell.

Soutenue en 2001

à Paris 11 .


  • Résumé

    Les verres de spins sont des matériaux magnétiques qui présentent à basse température un ensemble de propriétés inédites dont certaines sont caractéristiques de la combinaison du désordre et de contraintes conflictuelles. La modélisation aisée de tels systèmes magnétiques en vue d'un traitement analytique ou numérique a fait du verre de spins l'archétype des systèmes désordonnés. Toutefois, la complexité et l'étendue du savoir accumulé sur ces systèmes et les matériaux vitreux en général cachent une réalité frustrante: la compréhension de la physique qui les gouverne et la connaissance de la nature de leurs transitions de phase demeurent trop souvent incomplètes. Cette thèse repose sur l'étude numérique par simulation Monte-Carlo du comportement dynamique de modèles de verres de spins Ising et de leur transition de phase. L'analyse que nous faisons de l'ensemble de nos résultats et de ceux déjà existants dans la littérature se subdivise en trois parties en relation avec les objectifs que nous nous sommes fixés. Tout d'abord, explorer la validité de deux approches alternatives (le Damage spreadinq et la méthode des exposants effectifs) permettant l'étude du comportement critique des verres de spins et, ce faisant, faire apparaître la nécessité de prendre en compte les corrections aux lois d'échelles en taille finie à travers leurs effets sur les estimations des exposants critiques. Ensuite, utiliser cette panoplie de méthodes d'analyses alternatives pour poursuivre la construction d'un ensemble de preuves numériques en faveur d'une violation des règles d'Universalité pour les verres de spins Ising. Enfin, nous avons comparé les propriétés dynamiques de plusieurs modèles numériques avec des mesures expérimentales effectuées sur un ensemble de verres de polymères. L'existence d'une dynamique similaire pour ces systèmes très différents est interprétée en utilisant un scénario unique décrivant, dans l'espace des phases, la transition vitreuse comme une marche aléatoire sur un hypercube dilué.

  • Titre traduit

    Numerical study of Ising spin glasses in dimension three


  • Résumé

    Spin glasses are magnetic materials that exhibit at low enough temperatures a number of unique properties, some of which arise from the combination of disorder and conflicting constraints. The ease with which one can modelize such systems for an analytic or numerical investigation has promoted spin glasses to the rank of archetype for disordered systems. However, the complexity and the extent of what is known on glassy materials hides a frustrating fact: the understanding of the physics that governs their behaviour and of the nature of glassy phase transitions often remains incomplete. This thesis is a study of the dynamical properties and phase transition of Ising spin glass models by means of Monte-Carlo simulations. The analysis of our results and of those taken from the literature falls into three parts and follows our main goals. First of all, to explore the validity of two alternative approaches (the Damage spreading and the effective exponent method) for the study of the critical behaviour of spin glass models and, in doing so, to point out the need to allow for corrections to finite size scaling by showing their effect on the determination of critical exponents. Secondly, using this array of alternative methods, to contribute to the ensemble of numerical evidences that indicate a violation of standard Universality rules in Ising spin glasses. Finally, to compare the dynamical properties of several Ising spin glasse models with experimental data on the dynamics of a range of glass forming polymers. The similarities observed in the dynamical behaviour of these very different systems is interpreted by using a unique scenario that describes glass-like transitions in phase space by means of a random walk on a diluted hypercube.

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Informations

  • Détails : VII-117 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.[109]-115.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2001)364
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