Le Centre de Physique Théorique (CPHT) réunit des chercheurs dont les activités couvrent un large spectre de la Physique, tant dans ses aspects fondamentaux qu'appliqués.
Le CPHT est une unité mixte de recherche (UMR 7644) du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et de l’Ecole polytechnique. Au niveau du CNRS, il est rattaché à l’Institut de physique. Le CPHT a également un partenariat avec le Collège de France.
Le CPHT, dirigé par Jean-René Chazottes, directeur de Recherche au CNRS, est implanté sur le campus de l’Ecole Polytechnique à Palaiseau, dans le bâtiment 6 et dans l'aile 0 du bâtiment 5. Le secrétariat se situe dans le Bâtiment 6, bureaux 06.1046 et 06.1045. 
 

Adresse postale : 
CPHT 
Ecole Polytechnique 
91128 Palaiseau cedex 
France

Tél. Secrétariat : 01 69 33 42 01

Pour écrire un email à un membre du laboratoire : prenom.nom@polytechnique.edu

 

Seminar announcement

Monday 30th June at 11:00am – Seminar Room Louis Michel at CPHT, Ecole Polytechnique
 
Title: Topological superconductivity and charge order in Sn/Si(111)
 
Stephan Rachel, University of Melbourne Australia
 
Abstract:
In this talk, I will discuss competing many-body states on the triangular lattice. Motivated by the recently discovered superconductivity in boron-doped Sn/Si(111) with a Tc as high as 10K [1], I will focus on unconventional superconductivity of correlated electrons on the triangular lattice. I will further demonstrate the significance of Rashba spin-orbit couling for materials such as Sn/Si(111) and show that the superconducting phase possesses a surprisingly rich Chern-number landscape [2]. I will discuss the implications of our findings for Sn/Si(111), compare observables and also emphasize the significance of related compounds such as Pb/Si(111) and Sn/SiC(0001) [3].
 
[1] F. Ming, X. Wu, C. Chen, K. D. Wang, P. Mai, T. A. Maier, J. Strockoz, J. W. F. Venderbos, C. Gonzalez, J. Ortega, S. Johnston, and H. H. Weitering, Nat. Phys. 19, 500 (2023).
[2] M. Bunney, J. Beyer, R. Thomale, C. Honerkamp, S. Rachel, Phys. Rev. B Letters 110, L161103 (2024).
[3] L. Marchetti, M. Bunney, D. Di Sante, S. Rachel, Phys. Rev. B 111, 125115 (2024).
 
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Meeting ID: 937 3477 1384
Passcode: 313476
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Seminar announcement

Friday 27th June at 14:00pm – Seminar Room Louis Michel at CPHT, Ecole Polytechnique
 
Topological devil's step in a constrained kagome Ising antiferromagnet
 
Jeanne Colbois, CNRS and Institut Louis Neel, Grenoble
 
Despite their apparent simplicity, classical Ising models can give rise to exotic ground state phases in the presence of frustration (e.g., when antiferromagnetic pair interactions cannot be simultaneously minimized) [1]. The finite-temperature physics induced by such  macroscopically degenerate ground states can prove extremely rich, but, except at fine-tuned point, studying them with numerical or analytical methods can prove difficult. 
 
I will briefly describe how tensor network methods -- well known for their success in  the study of quantum spin systems -- can also help solve such classical statistical mechanics problems on a lattice [2,3]. As a case in point, I will discuss a surprising staircase behavior observed in the constrained limit of a farther-neighbor kagome Ising antiferromagnet. After recalling some key notions, I will argue that, unlike in standard Devil's staircases, the driving mechanism here is Kastelyn-like and leads to a staircase of topological origin [4].
 
[1] C. Lacroix, P. Mendels, and F. Mila, Introduction to Frustrated Magnetism: Materials, Experiments, Theory (2011)
[2] B. Vanhecke, J. Colbois et al, Solving Frustrated Ising models using tensor networks, Phys. Rev. Res, (2021)
[3] J. Colbois, B. Vanhecke et al, Partial lifting of degeneracy in the J1-J2-J3 Ising antiferromagnet on the kagome lattice, Phys. Rev. B (2022)
[4] A. Rufino, S. Nyckees, J. Colbois, and F. Mila, Topological devil's staircase in a constrained kagome Ising antiferromagnet, arXiv:2505.05899
 
 
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Passcode: 697603
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Séminaire des jeunes chercheurs du CPHT

 

Le séminaire des jeunes chercheurs du CPHT aura lieu le vendredi 13 juin 2025 à 14h00 à la Salle de conférence Louis Michel avec deux présentations :

Fanny Eustachon  CFT in higher dimensions for dummies

Francesco Cassol Interplay of Spin-orbit coupling, Coulomb interaction and magnetism in iridate materials: the example of Ba2IrO4 and Sr2IrO4

Le séminaire sera suivi d'un goûter.

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séminaire conjoint LSI+CPHT+PMC = M4S

Séminaire conjoint LSI+CPHT+PMC = M4S

Mardi 27 mai 11h00

Salle de conférence Louis Michel (CPHT)

Benoît Fauqué
(Chargé de Recherche CNRS, LPEM, ESPCI (Paris))

Ferroelectric fluctuations shape the superconducting dome of SrTiO₃

Superconducting domes, ubiquitous across a variety of quantum materials, are often understood as a favored window for pairing, opened by fluctuations of competing orders that induce a peak in the doping evolution of the superconducting transition temperature. Yet, a quantitative understanding of how such a window closes remains lacking. In this talk, I will discuss the case of the superconducting dome in doped SrTiO₃. In contrast to other families, the parent compound is not magnetic but instead is a quantum paraelectric, characterized by a large dielectric constant (ε ≈ 20,000). I will show that its superconducting dome arises from the interplay between the increase in the density of states and the inevitable collapse of the quantum paraelectric phase—both induced by doping. I will also discuss the remarkable transport properties, such as a linear, quasi-isotropic magnetoresistance, which we observe as the quantum paraelectric phase dies off.

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Prix des meilleures thèses décernées par l'IPP

L'IPP a reçu 68 candidatures pour le prix IP Paris de la meilleure thèse 2025, dont beaucoup étaient d'une qualité exceptionnelle. Après une longue et difficile délibération, le comité des prix de thèse a décidé d'attribuer 2 prix de la meilleure thèse de l'IP Paris (ex-aequo) et 7 prix de la meilleure thèse de doctorat du département.

Parmi eux, Matthieu Vilatte a reçu le prix de la meilleure thèse de doctorat du département de physique pour son travail intitulé : "Adventures in (thermal) Wonderland : Aspects of Carrollian physics, asymptotically flat spacetimes and thermal field theory ». Cette thèse a été encadrée conjointement par Tasos Petkou (Université Aristote de Thessalonique, Grèce) et Marios Petropoulos (Centre de Physique Théorique, École polytechnique).

Les résultats seront officiellement annoncés

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La seconde révolution quantique dans les laboratoires de l’X

 

Le quantique, mis à l'honneur en cette année 2025, est l'un des champs de recherche majeurs au Centre de Physique Théorique. Les chercheuses et chercheurs du laboratoire développent des activités variées autour des matériaux quantiques, de la simulation quantique, du calcul quantique et de l'apprentissage automatique quantique notamment. Tour d’horizon de cette « seconde révolution quantique » avec Laurent Sanchez-Palencia, responsable de l'équipe Matière Quantique au CPHT, dans un article publié sur le site de l'Ecole Polytechnique.

Français

Des cordes magnétiques, clés des éruptions solaires et du chauffage de l’atmosphère

Une étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters par une équipe internationale* coordonnée par Tahar Amari, directeur de recherche CNRS au Centre de physique théorique de l’École polytechnique (CPHT**), démontre que des structures appelées cordes magnétiques sont omniprésentes dans le Soleil, y compris dans ses régions les plus calmes. Leurs travaux, mêlant observations à haute résolution et simulations avancées, expliquent comment ces cordes participent à chauffer l’atmosphère solaire à des températures extrêmes.

Communiqué de presse de l'Ecole polytechnique

Communiqué de presse de CNRS Physique

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séminaire conjoint LSI+CPHT+PMC = M4S

Séminaire conjoint LSI+CPHT+PMC = M4S

Mardi 22 avril à 11h00

Salle de conférence Louis Michel (CPHT)

Programming twist angle and strain gradients in two-dimensional materials by bending

Maëlle Kapfer
(Post-doc C2N)

The possibility to isolate atom-thick layer of material from a bulk crystal allows the design of structures with a wide range of properties [1]. In particular, by twisting those single layer sheets, a periodic potential, called moiré potential, is superimposed over the lattice modifying the properties of the parent material [2], [3]. Twisted two-dimensional materials have generated tremendous excitement as a platform for achieving quantum properties on demand. However, the moiré pattern is highly sensitive to the interlayer atomic registry, and current assembly techniques suffer from imprecise control of the average twist angle, spatial inhomogeneity in the local twist angle, and distortions due to random strain [4]. Here, we demonstrate a new way to manipulate the moiré patterns in hetero- and homo-bilayers through in-plane bending of monolayer ribbons, using the tip of an atomic force microscope [5]. This technique achieves continuous variation of twist angles with improved twist-angle homogeneity and reduced random strain, resulting in moiré patterns with highly tunable wavelength and ultra-low disorder. Our results pave the way for detailed studies of ultra-low disorder moiré systems and the realization of precise strain-engineered devices.

[1] K. S. Novoselov et al., Science, 353, aac9439 (2016)
[2] Y. Cao et al., Nature, 556, 43–50 (2018)
[3] M. Yankowitz et al., Science, 363, 1059–1064, (2019)
[4] C. N. Lau et al., Nature, 602, 41–50, (2022)
[5] M. Kapfer et al., Science, 381,. 677–681, (2023)

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