PHY571 - Physique numérique

Ce cours est une introduction à la physique numérique. Il présentera des méthodes/algorithmes communs (comme par exemple les algorithmes de Monte Carlo, de résolution d'équations différentielles, l'algorithme d'Adler et Wainwright, l'intégrale de chemin numérique, etc.) avec des illustrations en physique statistique, physique quantique ou physique de la matière condensée. Il abordera aussi les aspects plus concrets de l'élaboration d'un projet de physique numérique : choix du langage de programmation, présentation de librairies pour le calcul scientifique ainsi que d'outils modernes pour la réalisation d'un projet en équipe (logiciel de suivi de version, etc.).

Le cours est accompagné de séances pratiques durant lesquelles les élèves étudieront des problèmes de physique en développant leurs propres programmes. Quelques exemples de projets : transition de Kosterlitz-Thouless dans le modèle XY, condensation de Bose-Einstein, simulation d'une cavité laser, propagation filamentaire d'un faisceau laser intense, vols d'oiseaux et transitions de phase dynamiques, etc.

Les étudiants seront libres d'utiliser le langage de programmation qu'ils préfèrent, même si le python est recommandé (le python sera introduit en cours).

 

Langue du cours : Français & Anglais

Crédits ECTS : 5




PHY571 - Numerical physics

This lecture is an introduction to numerical physics. It aims at presenting numerical methods and algorithms (such as Monte Carlo algorithms, methods to solve differential equations, the Adler and Wainwright algorithm, the Feynman path integral, etc.) that are commonly found in physics. Applications of these algorithms are shown for statistical physics, quantum physics or condensed matter systems. The lecture will also address more concrete aspects of the construction of a numerical physics project : choice of the programming language, introduction to existing scientific libraries, as well as modern tools for collaborative projects (versioning tools, etc.)

The lecture is accompanied by practical sessions where students investigate a given physics problem by developing their own codes. Typical examples of such projects are : Kosterlitz-Thouless transition in the XY model, Bose-Einstein condensation, filamentary propagation of a laser pulse, bird flocking and dynamical transitions, etc.

Students are free to use the programming language of their choice, but python is recommended and will be introduced during the lecture.

 

Language : English and French

ECTS Credits : 5