Antoine Georges reçoit la médaille Feenberg 2022

Antoine Georges est récompensé pour l’élaboration de la théorie du champ moyen dynamique, qui permet de mieux comprendre les systèmes quantiques constitués d’un grand nombre de particules en interaction. Appliquée à des matériaux comme les oxydes de cuivre supraconducteurs, les composés de terres rares, ou d’actinides ou encore aux gaz ultra-froids, elle ouvre la voie à une meilleure compréhension des phases exotiques de ces matériaux. En compagnie de Gabriel Kotliar de l’université Rutgers et de Dieter Vollhardt de l’université d'Augsbourg), il vient de recevoir la médaille Feenberg 2022.

Quelques millimètres cubes de matière contiennent des électrons dont le nombre se chiffre en milliards de milliards. Sachant que chacun de ces électrons interagit avec ses semblables, cela complique la tâche des physiciens de la matière condensée, qui étudient les propriétés des matériaux. Les équations de la physique quantique qui régissent ces systèmes sont connues, mais il est impossible de les résoudre exactement quand un très grand nombre de particules sont en interaction. Il est alors nécessaire de recourir à des théories permettant de faire des calculs approchés.

La théorie du champ moyen dynamique (Dynamical Mean Field Theory ou DMFT en anglais) est l’une de ces approximations. Elle est particulièrement utile dans le cas où les électrons du système sont « fortement corrélés », c’est-à-dire très interdépendants. Contrairement à l’approche traditionnelle de la physique des solides, qui traite le comportement des électrons comme celui d’un gaz pour simplifier les calculs, la théorie du champ moyen dynamique considère ces matériaux directement comme une collection d’atomes. Les équations de base de cette théorie sont complétées par des méthodes numériques afin de les résoudre.

La DMFT constitue aujourd’hui un outil important pour l'étude des modèles et matériaux quantiques. Son développement et son extension est toujours un domaine de recherche très actif.

A propos d’Antoine Georges :

X1980, Antoine Georges a créé, en 2003 au Centre de physique théorique de l’École polytechnique (CPHT*), une équipe de recherche sur la physique des matériaux à fortes corrélations quantiques. Il a été professeur à l’École polytechnique jusqu’en 2020, et y a présidé le département de physique de 2006 à 2009. Il a été nommé professeur du Collège de France en 2009 (chaire Physique de la matière condensée). Il est également directeur du Center for Computational Quantum Physics du Flatiron Institute à New York. Antoine Georges a déjà reçu plusieurs prix dont le Condensed Matter Europhysics Prize en 2006, la Médaille d’argent du CNRS en 2007, et le prix Aneesur Rahman de physique numérique 2020.

*CPHT : une unité mixte de recherche CNRS, École polytechnique - Institut Polytechnique de Paris