Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Structure locale et entropie dans les liquides

Francesco Turci

Abstract: D’habitude nous considérons les liquides comme des ensembles désordonnés mais denses d’atomes ou de molécules principalement caractérisés par leurs propriétés d’écoulement, par exemple leur viscosité. Néanmoins, un examen plus approfondi des modèles de liquides en expérience et en simulation numérique a révélé qu’à basse température et/ou haute pression, ces systèmes globalement désordonnés présentent des corrélations non triviales à l’échelle locale. Dans ce séminaire, je vais discuter de la façon dont de telles correlations peuvent être rationalisées dans le cadre du paysage énergétique [1], en soulignant le rôle joué par le nombre d’états métastables ou, mieux, son logarithme, à savoir l’entropie configurationnelle [2], et sa relation avec les propriétés d’écoulement, telles que la viscosité. Je discuterai ensuite en détail plusieurs examples où des corrélations locales non triviales émergent dans des systèmes désordonnés: je commencerai par les sphères colloïdales [3,4], passerai aux liquides atomistiques classiques [5] et conclurai avec les résultats récents sur le cas singulier du gallium [6]. Dans ce parcours, nous invoquerons et décrirons plusieurs outils théoriques: la théorie morphométrique des liquides [7], la frustration géométrique des liquides [8] et les transitions de phase structurelles-et-dynamiques [9]. [1] Stillinger. Energy Landscapes, Inherent Structures, and Condensed-Matter Phenomena. Princeton University Press, (2015). [2] Berthier, Ozawa Scalliet, J. Chem. Phys. 150, 160902 (2019) [3] Hallett, Turci, Royall, Nature Communications 9, 3272 (2018) [4] Robinson, Turci, Roth, Royall, Phys. Rev. Lett. 122, 068004 (2019) [5] Turci, Royall, Speck, Phys. Rev. X 7, 031028 (2017) [6] Drewitt, Turci, Lord,et al in preparation (2019). [7] Robinson, Turci, Roth, Royall, Phys. Rev. E 100, 062126 (2019) [8] Turci, Tarjus, Royall, Phys. Rev. Lett. 118, 215501, (2017) [9] F Turci T Speck and CP Royall, Eur. Phys. J. E , 41: 54 (2018).

Wednesday, January 29 at 12:00 in room 412B