Benjamin Wieder (Ben) est un jeune chercheur américain au parcours académique brillant. Il a soutenu sa thèse en 2016 à l’Université de Pennsylvanie sous la direction de Charles Kane, puis il a fait un post-doc à l’université de Princeton avec Andrei Bernevig et un second post-doc au prestigieux Massachussetts Institute of Technology. Il a été recruté à l'Institut de Physique Théorique du CEA (DRF) en septembre 2022.

Ben est un spécialiste des matériaux quantiques topologiques et il vient d'obtenir un ERC Starting Grant pour son projet « TopoRosetta ».

Au cours des 15 dernières années, nous avons appris que les phases topologiques de la matière ne sont ni rares ni ésotériques, mais qu'elles apparaissent sous une forme ou une autre dans plus de la moitié de tous les matériaux à l'état solide connus. Cependant, les phases topologiques les plus fréquentes dans les matériaux 3D réels sont des états d'isolant cristallin topologique (ICT) compliqués et protégés par une symétrie qui, contrairement aux états de Hall quantique plus familiers, ont des signatures expérimentales inconnues et, par conséquent, pas encore d'applications pratiques.

Dans le cadre de son projet ERC TopoRosetta, Ben a esquissé plusieurs pistes pour traduire les modèles théoriques des ICT en expériences sur des matériaux réels, y compris une étude de type fondamentale sur la « robustesse » des états des ICT à l'aide de techniques basées sur la théorie des champs quantiques en interaction, et de nouvelles techniques numériques pour analyser les ICT avec des simulations de matériaux basées sur la théorie de la fonctionnelle densité.

Le fil conducteur de ses recherches est le langage mathématique de la théorie des groupes de symétrie, qui fournit des contraintes fondamentales sur les phases topologiques dans les matériaux cristallins. Dans TopoRosetta, Ben introduira une "pierre de Rosette" basée sur la théorie des groupes pour construire un dictionnaire entre les langages actuellement déconnectés de la topologie de l'état solide et des observables physiques indépendants du système, dans l'espoir de découvrir de nouvelles bases expérimentales pour la spintronique et la science de l'information quantique.

Toutes nos félicitaions à Ben pour ce beau succès!

Matt von Hippel a suivi ses études doctorales a Stony Brook University, après avoir obtenu son premier diplôme à Tufts. Il a obtenu son doctorat en 2014, sur la théorie Yang-Mills à N=4 supersymétries sous la direction de Michael Douglas.  Pendant son doctorat, il a développé une méthode de bootstrapping des amplitudes de diffusion perturbatives en théorie de champs quantique. Il a ensuite passé trois ans comme postdoc au Perimeter Institute, où il a continué à travailler sur le bootstrap aux ordres supérieurs dans la theorie a N=4. 

En 2017, il est allé au Niels Bohr Institute, tout d'abord comme postdoc, et plus tard comme Assistant Professor. Matt s' intéresse aux fonctions d'intégrales diverses qui apparaissent dans les amplitudes de diffusion.  Il cherche à les comprendre en utilisant de méthodes d'intégration innovantes. Il a déjà découvert des structures itératives surprenantes dans ces fonctions.  Son domaine de recherche actuel est le développement de nouvelles approches de calculs en s'appuyant sur la structure de ces fonctions, spécifiquement en physique des particules mais aussi en théorie de perturbation en sens large.

Bienvenue à Matt!

Son premier travail remarqué fut une démonstration élégante du théorème de Wick en température finie en 1960. Cela fut suivi par des travaux pionniers dans la théorie des matrices aléatoires. Avec Madan Lal Mehta, il obtint l'expression analytique de la densité des valeurs propres d'une matrice aléatoire qui conduisit à la première dérivation de la loi du demi-cercle. Dans ce travail, ils introduisirent les polynômes orthogonaux ainsi que la méthode d'intégration sur les variables alternées permettant de traiter le cas des matrices orthogonales. Ensuite, il obtint la loi de l'espacement des niveaux en très bon accord avec l'hypothèse de Wigner. Ce travail introduisit des outils cruciaux dans les développements du domaine des matrices aléatoires toujours largement utilisés, en particulier le noyau sinus et les fonctions sphéroïdales permettant de diagonaliser l'équation de Fredholm associée. Il eut des retentissements jusque dans la théorie des nombres et l'étude des zéros de la fonction zeta de Riemann.

Dans le milieu des années soixante, inspiré par un travail de Edouard Brézin et Jean Zinn-Justin, il s'intéressa au problème des fermions de spin 1/2 en interaction delta généralisant les bosons considérés par Lieb et Liniger. Pour le résoudre il introduisit l'Ansatz de Bethe emboîté qui se révéla un outil fondamental dans l'étude des systèmes intégrables. Sa thèse, publiée dans le recueil de ses travaux, "Modèles exactement résolus" (1995), explicite sa démarche et contient en filigrane l'expression de la norme des états de Bethe, la solution de son célèbre modèle et sans doute d'autres perles. Pendant son séjour à l'Institut de Physique Théorique de Stony Brook en 1970 à l'invitation de C.N. Yang, il fit des contributions importantes à l'étude d'un gaz de bosons en une dimension en interaction delta. En particulier, l'étude des propriétés d'orthogonalité des fonctions d'onde de diffusion le conduisit à introduire un déterminant redécouvert ensuite comme la fonction de partition d'Izergin et Korepin. En utilisant les groupes de Coxeter, il construisit une fonction d'onde généralisant celle de Bethe au cas des bords ouverts. Dans un autre travail, s'inspirant de la méthode de C.N. Yang et C.P. Yang pour la thermodynamique du système de bosons, il obtint, simultanément avec Takahashi, la thermodynamique de la chaîne de Heisenberg.

Il a ensuite défini une famille de Hamiltoniens quadratiques bien connue sous le nom de "Modèle de Gaudin". Ce modèle est devenu un classique dans la théorie des atomes froids et de la supraconductivité. Sa solution fait intervenir une première version simple de l'Ansatz de Bethe Algébrique. Il a aussi été une source d'inspiration pour des mathématiciens travaillant sur programme de Langlands.

Dans les années soixante-dix, il s'est intéressé au problème de la résolution exacte de systèmes non intégrables. En particulier, en 1975 il a proposé avec Bernard Derrida, alors son étudiant, une solution au problème de trois corps en interaction delta avec des couplages différents.

Son livre "la fonction d'onde de Bethe", écrit en 1981, fait toujours référence dans le domaine. Il a été traduit en russe en 1983 par P. Kulish and E.K. Sklyanin et  en anglais en 2013, par Jean-Sébastien Caux.

Michel Gaudin a eu aussi plusieurs collaborations fructueuses avec d'autres physiciens de l'IPhT. Citons en particulier : le travail avec Ivan Kostov sur la solution du modèle O(n) en gravité quantique ; le travail avec Claude Itzykson, Philippe Di Francesco et Frédéric Lesage sur les fonctions d'onde de l'effet Hall Quantique ; le travail avec Denis Bernard, Duncan Haldane et Vincent Pasquier sur la solution de la chaîne de Haldane et Shastry ; le travail avec Jacques Bros, Henri Epstein et Ugo Moschella sur l'instabilité d'origine géométrique des particules dans l'espace de De Sitter.

Michel Gaudin était une personnalité originale et féconde. Il était principalement guidé par la recherche d'élégance et se souciait peu de reconnaissance (Il fut cependant récompensé sur le tard par le prestigieux prix Dannie Heinemann de physique mathématique). Il publiait en français et attachait un soin particulier au style de ses écrits. Il était épris de culture classique, particulièrement de littérature et de philosophie (Nous le revoyons lisant les "Mémoires d'outre-tombe" en recherchant sur une carte les étapes de Chateaubriand. Il aimait bien au détour de la conversation se rappeler d'un vers de Racine ou de La Fontaine). C'était aussi un homme animé d'une très grande foi. Il se considérait comme un artisan et il était convaincu que la main est le support de la pensée. Cela se traduisait par des textes scientifiques un peu littéraires couchés d'une belle écriture, parfois accompagnés de dessins sur papier millimétré.

Pour donner une idée de sa minutie, nous joignons un dessin représentant des trajectoires géodésiques dans un espace courbe fait peu de temps avant son décès. 

Un maître et un ami nous a quittés.