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Écrantage du champ électrique

L'écrantage du champ électrique consiste en l'atténuation du champ électrique en raison de la présence de porteurs de charge électrique mobiles au sein d'un matériau. Il s'agit d'un comportement essentiel des fluides porteurs de charge, comme les gaz ionisés (plasmas), les porteurs de charge électrique. L'écrantage électrique est un phénomène important parce qu'il diminue considérablement la pertinence de l'étude des champs électriques. Cependant, comme les fluides en jeu comportent des particules chargées, ils peuvent produire des champs magnétiques ou être affectés par eux. Cela fait un sujet d'étude particulièrement pertinent et complexe de l'astrophysique. Dans un fluide composé de particules chargées, les particules interagissent au travers de la loi de Coulomb. :\mathbf{F} = \frac{q_1 q_2}{4\pi\epsilon_0 \left|\mathbf{r}\right|^2}\hat{\mathbf{r}}. Cette interaction complique l'étude théorique du fluide. Par exemple, un calcul naïf de la densité d'énergie du niveau

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Modèle de l'électron libre

En physique du solide, le modèle de l'électron libre est un modèle qui sert à étudier le comportement des électrons de valence dans la structure cristalline d'un solide métallique. Description

Théorie des bandes

redresse=1.5|vignette|Représentation schématique des bandes d'énergie d'un solide. représente le niveau de Fermi. thumb|upright=1.5|Animation sur le point de vue quantique sur les métaux et isolants

Physique de la matière condensée

La physique de la matière condensée est la branche de la physique qui étudie les propriétés microscopiques et macroscopiques de la matière dans un état dit « condensé ». Ce terme doit être entendu pa

Thermodynamics of Writhe in DNA Minicircles from Molecular Dynamics Simulations

Jonathan Mitchell

DNA supercoiling plays a role in genetic control by imposing torsional stress. This can induce writhe, which changes the global shape of the DNA. We have used atomistic molecular dynamics simulations to partition the free energy changes driving the writhing and unwrithing transitions in supercoiled minicircle DNA. The calculations show that while writhing is energetically driven, the unwrithing transition occurs because the circular state has a higher configurational entropy than the plectoneme. Writhing improves the van der Waals interactions between stacked bases, but can be suppressed by electrostatic repulsion within the negatively charged backbone strands in low salt conditions where electrostatic screening is poor. The free energy difference between circular and plectonemic DNA is determined by such a delicate balance of opposing thermodynamic terms that any perturbation in the environment, such as a change in salt concentration, can be sufficient to convert between these two states. This switchable behavior provides a mechanism for supercoiled DNA to store and communicate biological information physically as well as chemically. DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.148105

Amer Physical Soc2013

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Heavy impurity transport in tokamaks with plasma flows and saturated 3D perturbations

Wilfred Anthony Cooper, Jonathan Graves, Samuel Lanthaler, Eduardo José Lascas Neto, Madhusudan Raghunathan, Cristian Sommariva

Observations in JET hybrid scenarios show that early termination of the plasma can be caused by tungsten accumulation events, sometimes preceded by large living MHD perturbations [1]. Only recent investigations have been made into understanding the effects of 3D background rotation profiles and 3D MHD equilibria on the transport of heavy impurities. The VENUS- LEVIS PIC code [2] has been used to follow heavy impurities in the presence of a 1/1 kink saturated 3D MHD equilibrium and strong toroidal rotation [3]. In the present work, a now self- consistent treatment of the same problem is pursued. An implementation of the 3D centrifugal effects and 3D electrostatic potential correction on the VENUS-LEVIS code, based on the neo- classical 3D flow theory in [4] and the guiding center theory in [5], is presented. The code is used to follow heavy impurities on a 3D magnetic geommetry with 3D centrifugal effects, in order to understand how these 3D neoclassical effects will affect the overall neoclassical trans- port of heavy impurities. In particular, we focus our study on a saturated 1/1 internal kink mode as it has been seen in experiments that a correlation between this 3D magnetic structure and the inward flux of heavy impurities may exist. Simulations are performed to study this phenomena in both high (Pfirsch-Schlüter) and low (banana) collisionality regimes for the background ions in order to understand the impact of the saturated 1/1 internal kink mode on the peaking of tungsten distributions in JET hybrid scenarios exhibiting continuous 1/1 activity.

European Physical Society2019

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The asymmetric molecule 4-[trans-2-(pyrid-4-yl-vinyl)] benzoic acid (PVBA) adsorbed on Cu(111) is characterized by scanning tunneling microscopy (STM) and density functional theory (DFT) to determine the influence of subsurface atomic layers on the adsorption. In contrast to the 6-fold symmetry of the first atomic layer of close-packed surfaces, we find that the arrangement of the isolated molecules follows predominantly a 3-fold symmetry. This reduction in symmetry, where the molecule selects a specific orientation along the axes, reveals the contribution of lower-lying Cu layers to the molecular arrangement, Our calculations rationalize the interaction of the substrate with the molecule in terms of electrostatic screening and local relaxation phenomena.

2011

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PHYS-433: Semiconductor physics and light-matter interaction

Lectures on the fundamental aspects of semiconductor physics and the main properties of the p-n junction that is at the heart of devices like LEDs & laser diodes. The last part deals with light-matter interaction phenomena in bulk semiconductors such as absorption, spontaneous & stimulated emission.

PHYS-424: Plasma II

This course completes the knowledge in plasma physics that students have acquired in the previous two courses, with a discussion of different applications, in the fields of magnetic confinement and controlled fusion, astrophysical and space plasmas, and societal and industrial applications.

PHYS-420: Solid state physics IV

Solid State Physics IV provides a materials and experimental technique oriented introduction to the electronic and magnetic properties of strongly correlated electron systems. Established knowledge is complemented by current research trends, aiming to prepare the students for independent research.