Réflexions sur un Voyage en Physique Statistique

Pendant ma carrière académique, j'ai eu la chance de travailler de près avec Michael E. Fisher, qui a été mon mentor postdoctoral au début des années 1970. Cette expérience a été transformative et a significativement façonné mon parcours scientifique. Dans cet article, je vais partager mes expériences personnelles avec Michael, quelques développements de recherche importants dans le domaine de la physique statistique, et l'impact durable de notre collaboration.

#Début de ma vie académique

J'ai commencé ma thèse de Ph.D. sous la direction de Yuval Ne'eman à l'Université de Tel Aviv tout en servant simultanément dans l'armée israélienne. À cette époque, j'étais intrigué par le concept de temps et ses implications en physique. J'ai choisi de me concentrer sur les flèches du temps et d'explorer comment la symétrie de renversement du temps est brisée lors de désintégrations de particules spécifiques, ainsi que la seconde loi de la thermodynamique. Cette approche m'a amené à étudier des aspects de la physique des hautes énergies et de la physique statistique, mais j'avais des connaissances limitées sur les Phénomènes critiques.

Quand j'étais prêt à chercher des opportunités postdoctorales, j'ai pensé à continuer mon travail en thermodynamique irréversible. Cependant, deux événements clés ont changé ma trajectoire. Tout d'abord, Joe Imry m'a parlé de ses expériences positives lors de son postdoc à Cornell, m'encourageant à poursuivre des opportunités similaires. Ensuite, Pierre Hohenberg nous a introduits à la théorie du Groupe de renormalisation de Wilson lors d'une visite à Tel Aviv, ce qui a éveillé mon intérêt pour ce domaine.

Du coup, j'ai contacté Michael Fisher et j'ai postulé pour un poste de postdoc dans son groupe. Malgré mon manque d'expérience en Transitions de phase, Michael m'a offert un poste, en soulignant que mes principales tâches seraient de mener des recherches et d'assister à des séminaires hebdomadaires. Encouragé par cette clarté et la réputation de Michael, j'ai accepté son offre avec enthousiasme.

#Départ pour Cornell

En juillet 1972, ma famille et moi sommes arrivés à Ithaca, New York. On nous a dit qu'on avait juste raté la saison estivale, mais on s'est vite installés dans notre appartement, ayant reçu un soutien généreux de Michael. Au cours des deux années suivantes, nous avons tissé une amitié proche avec Michael et sa femme Sorrel, profitant souvent de leur hospitalité.

Une de mes expériences marquantes pendant cette période a été d'assister à ma première conférence sur le Magnétisme à Boston avec Michael. À cette conférence, j'ai présenté notre travail collaboratif sur les aimants dipolaires. Peu après notre retour, ma fille est née, et les Fisher ont gentiment organisé une rencontre pour la présenter à leur communauté.

#Conférences et collaborations

Après mon postdoc, Michael et moi avons continué à nous retrouver lors de différentes conférences dans le domaine, y compris des rassemblements notables sur la physique statistique et le magnétisme. Je me souviens d'un incident amusant lors de l'acceptation du Prix Wolf par Michael en 1980, où une erreur de traduction sur son certificat désignait les « transitions de phase » comme des « phases transitoires ». La réaction désinvolte de Michael à ce malentendu montrait son caractère authentique et sa capacité à rire des situations.

Notre collaboration a prospéré au fil des ans, et j'ai énormément bénéficié des idées de Michael sur les approches mathématiques, les styles d'écriture formels, et l'art de présenter efficacement la recherche. Même quand je faisais face à des critiques à travers ses commentaires méticuleux sur mes brouillons, j'ai grandi grâce à cette expérience et j'ai apprécié la profondeur qu'elle a ajoutée à mon travail.

#L'expérience Cornell

Mon temps à Cornell a été remarquable, caractérisé par une atmosphère collaborative remplie de penseurs innovants. Le papier Wilson-Fisher sur les phénomènes critiques avait été publié, libérant une vague d'opportunités de recherche, et beaucoup d'entre nous se sont plongés dans l'exploration de ses applications. J'ai eu le privilège de travailler aux côtés de pairs talentueux, y compris des étudiants et des postdocs de diverses disciplines.

Pendant cette période, Ken Wilson a enseigné un cours sur le groupe de renormalisation, qui est devenu instrumental pour de nombreux chercheurs, servant de guide pour aborder des problèmes complexes dans notre travail. L'environnement collaboratif de Cornell nous a encouragés à partager des idées ouvertement et à poursuivre des efforts de recherche communs.

Les séminaires de Michael Fisher étaient particulièrement mémorables ; il employait des styles de présentation innovants, y compris l'utilisation de doubles projecteurs pour des analyses comparatives. J'ai adopté certaines de ses techniques dans mes propres présentations, que j'ai trouvées efficaces pour capter l'attention du public.

#Focalisation de la recherche : systèmes dipolaires

Un projet clé que j'ai entrepris impliquait l'étude des systèmes dipolaires. Après avoir assisté à un séminaire où les interactions dipôle-dipôle étaient discutées, j'ai réalisé que les structures mathématiques impliquées étaient analogues à des phénomènes que j'avais rencontrés dans mes études antérieures. Cette prise de conscience a suscité une attention intense sur le comportement critique des systèmes dipolaires, aboutissant à une série de travaux marquants.

La recherche s'est concentrée sur divers aspects des interactions dipolaires, apportant des éclaircissements critiques qui ont contribué à notre compréhension du magnétisme. Ces projets ont servi d'opportunité pour utiliser les techniques du groupe de renormalisation et les appliquer à de réels systèmes physiques.

#La transition vers des développements modernes

Au cours des décennies, j'ai trouvé que je m'éloignais de la physique statistique conventionnelle vers d'autres domaines comme les systèmes aléatoires, la spintronique, et la mésoscopie quantique. Cependant, je suis resté engagé avec la littérature sur les phénomènes critiques et j'ai continué à explorer des idées directement liées à l'héritage de Michael.

En célébrant le 50e anniversaire de l'expansion du groupe de renormalisation, j'ai ressenti qu'il était crucial de revisiter des concepts clés et de traiter des problèmes en cours qui avaient perduré pendant des années. L'intérêt croissant pour des domaines comme l'éconophysique et la sociophysique avait conduit à un changement de focus, mais les principes fondamentaux des phénomènes critiques restaient pertinents.

#Questions ouvertes sur les phénomènes critiques

En réfléchissant au passé, j'ai noté plusieurs questions ouvertes qui persistent même après des décennies de recherche. Certaines de mes enquêtes portaient sur les interprétations géométriques de systèmes à dimensions non entières et les implications des fractales de Mandelbrot. Ces enquêtes ont mis en lumière la complexité de relier les idées théoriques aux phénomènes du monde réel.

L'engagement des théoriciens de champ avec les phénomènes critiques est devenu plus prononcé ces dernières années, entraînant le développement de méthodes sophistiquées pour analyser ces systèmes. Leur travail a produit des résultats cohérents concernant les points fixes stables du groupe de renormalisation et a considérablement amélioré notre compréhension des exposants critiques.

#La pertinence continue des interactions dipolaires

En revenant aux interactions dipolaires, il est important de souligner leur signification dans les matériaux avec des ions magnétiques. Bien que les calculs initiaux aient suggéré des similitudes entre les interactions dipolaires et les interactions à courte portée, il est devenu évident que des investigations plus approfondies étaient nécessaires.

Le cas Ising uniaxial est apparu comme un domaine d'étude particulièrement intéressant. En revisitant mes recherches antérieures, il est devenu clair que les relations entre divers paramètres dans ces systèmes présentent une avenue pour une exploration plus approfondie.

Ces dernières années, je me suis passionné pour les études sur les ferromagnets dipolaires quantiques. Ces matériaux présentent des comportements uniques autour des températures critiques et offrent des opportunités pour appliquer des cadres théoriques modernes afin d'obtenir de meilleures perspectives.

#Points multicritiques et champs aléatoires

Les points multicritiques, où différentes phases interagissent, ont été un sujet critique d'investigation. En approfondissant ce sujet, j'ai réalisé des connexions potentielles entre divers modèles dans différentes dimensions. L'analyse des diagrammes de phase, en particulier en présence de champs aléatoires, a éclairé les nuances de ces systèmes.

Les champs aléatoires ont des implications significatives pour la compréhension des phénomènes critiques dans les systèmes physiques. L'introduction du hasard conduit souvent à des comportements fascinants, y compris la rupture de l'ordre magnétique. L'exploration de modèles de champs aléatoires a fourni des éclaircissements précieux sur la nature des transitions de phase et leurs caractéristiques.

#Pensées finales

En conclusion, mon parcours avec Michael E. Fisher a été profondément gratifiant. Son impact sur ma carrière académique et la communauté plus large ne peut être sous-estimé. Le groupe de renormalisation et ses applications continuent d'être des domaines de recherche dynamiques, et je reste optimiste pour de futures découvertes qui éclaireront encore notre compréhension des phénomènes critiques.

L'héritage de Michael Fisher en tant que scientifique, éducateur et mentor perdurera alors que de nouvelles générations de chercheurs s'appuieront sur les fondations qu'il a posées. J'attends avec impatience l'évolution continue de la physique statistique et les développements passionnants qu'elle réserve pour l'avenir.