La matière topologique : des concepts aux applications

Matière topologique

Conférence-débat de l'Académie des sciences

Organisateurs
Hélène Bouchiat, physicienne, directeur de recherche CNRS, Université Paris Sud, membre de l’Académie des sciences
Jean Dalibard, physicien, professeur au Collège de France, membre de l’Académie des sciences
Antoine Georges, physicien, professeur au Collège de France, membre de l’Académie des sciences
Thierry Giamarchi, physicien, professeur à l’Université de Genève, membre de l’Académie des sciences

Intervenants
Benoit Douçot, physicien, directeur de recherches au CNRS au Laboratoire de physique théorique et hautes énergies (LPTHE), Sorbonne Université
Julia Meyer, physicienne, professeure à l'Université de Grenoble et directrice du Centre de physique de Grenoble Alpes
Nathan Goldman, physicien, chercheur qualifié au Fonds de la recherche scientifique (FNRS), professeur à l'Université Libre de Bruxelles et professeur invité à l’École Normale Supérieure de Paris
Pierre Delplace, physicien, chercheur CNRS au laboratoire de Physique de l'Ecole Normale Supérieure (ENS)de Lyon

Résumé
Comment classifier les états de la matière ? Au-delà des considérations usuelles fondées sur les symétries géométriques, l’application de concepts issus de la topologie conduit actuellement à des développements fascinants. Initialement proposés pour aborder certains problèmes de l’état solide comme l’effet Hall quantique, ces concepts irriguent désormais de nombreux autres domaines de la physique, allant de l'optique à l'hydrodynamique.
La matière topologique se caractérise par des propriétés spécifiques robustes, qui subsistent lorsque l’on modifie (modérément) les paramètres du système ou lorsqu’on lui ajoute du désordre. Les matériaux topologiques peuvent par exemple présenter une conductance quantifiée ou des états de bords se propageant sans pertes ; ils sont ainsi à l’origine de dispositifs nouveaux, notamment en électronique et en photonique.
La conférence-débat montrera comment les concepts topologiques émergent naturellement dans une vaste classe de problèmes physiques et elle illustrera ces concepts à partir de plusieurs applications récentes.

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