Motivés par les développements récents dans le domaine des nanosciences, nous étudions les propriétés statistiques et thermodynamiques des systèmes mésoscopiques. En particulier, nous nous concentrons sur les résultats connus sous le nom de théorèmes de fluctuation. Ces relations donnent des prédictions sur le comportement de différents quantités dynamiques dans des situations loin de l'équilibre, tout en tenant compte des fluctuations de l'évolution temporelle.
La première partie de notre étude est consacrée aux relations existants entre les fluctuations et la théorie de la réponse. Nous commençons par dériver une relation fonctionnelle pour les systèmes quantiques forcés dans le temps qui généralise l'égalité de Jarzynski et dont l'expansion en l'intensité du forçage permet de retrouver les résultats de la réponse linéaire. Nous poursuivons ensuite ces considérations en nous intéressant aux états stationnaires de non-équilibre. Ceci est réalisé dans le cadre des processus stochastiques, dans lequel nous dérivons une relation de fluctuation pour les courants de non-équilibre traversant le système. Cette relation lie explicitement les fluctuations aux forces thermodynamiques, ce qui nous permet de développer ses conséquences au niveau de la théorie de la réponse non-linéaire. De cette manière, nous obtenons de nouvelles relations liant fluctuations et coefficients de réponse dans le régime non-linéaire.
Dans la deuxième partie de ce travail, nous développons une connexion récente liant l'irréversibilité au désordre dynamique. Nous présentons des résultats expérimentaux montrant que la production d'entropie s'exprime comme la différence de deux quantités mesurant la brisure de symétrie sous renversement du temps au niveau du désordre temporel. Nous étudions ensuite les conséquences de cette relation dans le contexte de l'énergétique du traitement de l'information. En particulier, nous présentons une généralisation du principe de Landauer pour l'effaçage d'information. De la même manière, nous relions la dissipation à la génération d'information par les entités biologiques.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:BICfB/oai:ulb.ac.be:ETDULB:ULBetd-04102008-143920 |
| Date | 05 May 2008 |
| Creators | Andrieux, David |
| Contributors | Ciliberto, Sergio, Malek Mansour, Mamad, Henneaux, Marc, Brenig, Léon, Gaspard, Pierre, Nicolis, Grégoire, Van den Broeck, Christian, Seifert, Udo |
| Publisher | Universite Libre de Bruxelles |
| Source Sets | Bibliothèque interuniversitaire de la Communauté française de Belgique |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | text |
| Format | application/pdf |
| Source | http://theses.ulb.ac.be/ETD-db/collection/available/ULBetd-04102008-143920/ |
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