Thèse soutenue

Sur la forme et l'électrostatique : études en mécanique statistique de systèmes modèles

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Auteur / Autrice : Carlos Edouardo Alvarez Cabrera
Direction : Emmanuel TrizacGabriel Téllez
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique théorique
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : Paris 11 en cotutelle avec Bogota, Universidad de los Andes
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Ce travail de thèse présente une série d’études de systèmes mettant en jeu un noyau dur sphéroïdal et des interactions Coulombiennes. Nous considérons dans un premier temps une bicouche de sphères dures dipolaires, étudiée par simulations Monte Carlo (MC). Il apparait que la pression entre les deux couches est de la forme -1/h⁵, ou h est la distance inter-couches. Des structures en anneaux, entachées néanmoins d'effets de taille finie, ont par ailleurs été observées. Nous avons ensuite obtenu la solution analytique du potentiel électrostatique pour des colloïdes chargés sphéroïdaux, dans le régime de Debye-Huckel pour des conditions limites de Neumann et Dirichlet. Cette dernière permet de retrouver le potentiel lointain dans le régime de Poisson-Boltzmann pour des colloïdes fortement chargés. Des simulations MC de colloïdes sphéroïdaux avec charge ponctuelle au centre ont également été implémentées, et montrent que le potentiel électrostatique est plus fort dans les directions où la courbure des colloïdes est plus grande. Le mémoire se termine par la description de deux études en cours. Dans la première on analyse l'effet de l'addition de petites sphères sur la phase nématique de particules sphéroïdales dures. On trouve que pour un rapport d'aspect de 3, l'effet est faible, tandis que pour un rapport d’aspect de 4, la transition nématique-isotropique est repoussée à des densités plus élevées. La deuxième étude détaille les résultats de simulations MC d'un système bidisperse en taille de colloïdes sphériques chargés. Nos résultats permettent de tester des théories de champ moyen récentes proposées pour les mélanges (modèle en cellule, et jellium renormalisé). On montre en outre qu'une augmentation de la différence de tailles entre les colloïdes conduit à un effet d'écran accru pour l'espèce la plus petite, et à un effet contraire pour l'espèce de plus grande taille.