Laboratoire de Physique Théorique
Toulouse - UMR 5152

Quels sont les aspects universels qui décrivent les mouvements collectifs observés sur une large gamme d’agents allant du moteur moléculaire à l’étourneau ? Depuis bientôt 20 ans, un nouveau type de matière condensée fondamentalement hors d’équilibre, la matière active, a pour ambition d’appliquer les méthodes de la physique de la matière condensée pour déterminer ces aspects. Elle se caractérise par un système de particules polaires capables d’utiliser de l’énergie pour se mouvoir dans une direction propre [1]. Je présenterai un système 2D de disques polaires soumis à une vibration homogène n’interagissant que par contact. L’amplitude de vibration permet de contrôler la longueur de persistance de la trajectoire des disques. Nous observons l’émergence d’une phase ordonnée polaire caractérisée par des fluctuations géantes de densité dont l’exposant caractéristique s’approche de la valeur déterminée par des modèles théorique et numérique de la matière active polaire sur substrat [2-4]. Dans la phase ordonnée, le confinement du système peut conduire à des écoulements tourbillonnaires de la taille du système dont le sens alterne au cours du temps.

[1] S. Ramaswamy. The Mechanics and Statistics of Active Matter. Annual Review of Condensed Matter Physics, 1:323–345, 2010.

[2] J. Deseigne, O. Dauchot, and H. Chaté́. Collective motion of vibrated polar disks. Physical review letters, 105(9):98001, 2010.́

[3] J. Toner and Y. Tu. Flocks, herds, and schools : A quantitative theory of flocking. Physical Review E, 58(4):4828–4858, 1998.

[4] H. Chaté́, F. Ginelli, G. Grégoire, and F. Raynaud. Collective motion of self-propelled particles interacting without cohesion. Physical Review E, 77(4):46113, 2008.