Phase transitions and diffusion in dissipative classical and quantum systems
Institution:
Paris 6Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This thesis is structured around three main chapters. In the first chapter I present new results which have been obtained for the out-of-equilibrium critical S\phi^4S-theory. Its dynamics are described by a Langevin equation driven by a colored noise. The temporal correlation of this noise features a power-law decrease which is governed by a certain exponent S\alphaS. It turns out that there exists a crossover S\alpha_cS which depends on the dimension SDS of the system and separates the S(\alpha, D)S-plane into a region where the color of the noise alters the critical behaviour and a region where the color is non relevant. I also discuss the scaling bahaviour of the non equilibrium correlation functions. In the second chapter I introduce a path integral formalism to describe non equilibrium quantum Brownian motion. I present the results which have been obtained during my PhD on the evolution of the non equilibrium correlation functions after a quantum quench. The third part of my thesis focuses on the impurity diffusion in one-dimensional quantum liquids which are commonly called Luttinger liquids. After an introductory part which covers the main issues related to such a system, I present a novel description of the impurity dynamics in the case where an external trapping potential is present. The non-homogeneous density profile of the Luttinger liquid then strongly influences on the impurity dynamics in a fascinating way. Such systems are currently being studied in cold atoms experiments.
Abstract FR:
Cette thèse est structurée autour de trois chapitres principaux. Dans le premier chapitre, je présente de nouveaux résultats obtenus pour la théorie S\phi^4S hors équilibre, dont la dynamique est décrite par une equation de Langevin en présence d'un bruit coloré. Les corrélations temporelles du bruit décroissent avec une loi de puissance déterminée par un certain exposant que j'appelerai SalphaS. Il s'avère qu'il y a un S\alpha_cS de transition qui dépend de la dimension SDS du système et qui sépare le plan S(\alpha, D)S en une région où la couleur du bruit modifie le comportement critique et une autre où cette couleur est non pertinente. Je discute également le comportement d'échelle des fonctions de corrélation hors équilibre. Dans le deuxième chapitre de ma thèse j'introduis un formalisme d'intégrale de chemin pour d'écrire le mouvement Brownien hors équilibre. Je présente de nouveaux résultats qui ont été obtenus pendant mon doctorat sur les fonctions de corrélation hors equilibre après une trempe quantique. La troisième partie de ma thèse est consacrée à la diffusion d'impuretés dans des liquides quantiques en une dimension, communément appelés des liquides de Luttinger. Après une introduction aux problèmes divers liés à un tel système composé d'une impureté et d'un liquide de Luttinger, je présente une nouvelle description de la dynamique de l'impureté en présence d'un piège harmonique. La densité du liquide de Luttinger non-homogène influence fortement la dynamique de l'impureté et mène à des comportements inédits. De tels systèmes physiques sont actuellement étudiés dans des expèriences d'atomes froids.