Stephane Mazevet (Ingénieur CEA/DAM), François Guyot (Professeur, Université Paris Diderot)
Mercredis de 9h00 à 12h00, du 3/11/2010 au 3/1/2011, Université Paris Diderot, Rive Gauche (salle à préciser)
La description de la matière dans des conditions extrêmes de température, de densité, est une problématique importante pour modéliser la Terre et les exoplanètes. Ces environnements extrêmes modifient fortement la structure électronique des matériaux à l'échelle microscopique et modifient leurs propriétés physiques telles que, par exemple, la structure cristalline, la température de fusion ou les coefficients de transport.
L'objectif de ce cours est d'introduire les différentes méthodes numériques aujourd'hui utilisées pour calculer les propriétés de la matière dans ces conditions et de les appliquer aux conditions extrêmes telles qu'elles sont rencontrées au cœur de la Terre, d'une planète géante ou d'une exo-planète de type terrestre. Ce cours s'appuie sur l'utilisation directe d'un programme de structure électronique et de simulations numériques attenantes en laboratoire informatique afin d'acquérir les algorithmes et les modèles physiques aujourd'hui mises en œuvre dans ce domaine.
Ce cours sera l’occasion d’examiner les modèles actuels d’exoplanètes de type terrestre mais plus grosses que la Terre elle-même (« super-Terres »)
- Plan du cours :
- Planètes telluriques et planètes géantes
- Structure électronique des atomes
- L'état condensé et les hautes pressions
- L'état liquide et les plasmas denses
- Modélisation planétaire
cours 1 : 3/11/2010Base de mecanique quantique, equation de schrodinger force et contrainte, approximation particule indépendente, exchange et correlation, solide periodique, zone de brillouin, theoreme de Bloch, Symmetries, densite d'etats
cours 2 : 10/11/2010 - Introduction geophysique et exoplanetes, Structure et propriétés thermiques, Thermodynamique planétaire
cours 3: 17/11/2010 - Introduction aux quantites fondamentales et domaine experimental etat fondamental, pression/volume, transition de phase, contraintes, elasticite, spectre de phonon, proprietes thermiques et diagramme de phase, excitation electronique et spectroscopie
cours 4 24/11/2010 - DFT , TFD, Theoreme de Hohemberg-Kohn, equations de Kohn Sham , fonctionelles exchange correlation, Resolution de KS, Equation de schrodinger a 1 electron
cours 5 : 1/12/2010 - Pseudopotentiels, Construire un pseudopotentiel (en salle info), transferabilite, PAW, TD atompaw
cours 6 : 8/12/2010 - Onde plane et grille (en salle info)equation de Schrodinger , resolution avec base onde plane , Theoreme Bloch bandes,TD molecule d'hydrogene
cours 7 : 15/12/2010 - Stabilite de Si et Fe, de l'atome à la phase condensée (en salle info), TD phases du Fer et Si
cours 8 : 3/1/2011 - Dynamique moleculaire (en salle info) algorithme de verlet, ensembles de simulation, TD etat liquide en DM classique
VALIDATION: Pour valider ce cours, les doctorants devront s'inscrire auprès de François GUYOT (guyot@ipgp.fr), être présents à 7 cours sur 8 au moins, participer activement aux TD et si nécessaire lire les articles scientifiques relatifs aux domaines étudiés.
Pr. F Guyot décidera s'il souhaite demander à l'ensemble des participants de passer l'examen. Les résultats permettront alors la validation ou de la non-validation.
La liste des doctorants ayant validé ce module sera transmise directement par Pr F. GUYOT au secrétariat de l'école doctorale (scol-ed@ipgp.fr)
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