Description du sujet de thèse

Contexte scientifique :
Les fluides viscoélastiques sont omniprésents. Les exemples incluent les liquides vitreux ou les polymères fondus. La principale caractéristique de ces fluides réside dans les effets de mémoire dynamique de longue durée qui corrèlent l'écoulement à un moment donné à l'historique de la dynamique antérieure. Théoriquement, ces effets de mémoire sont décrits par des fonctions de mémoire viscoélastique (VMF) qui déterminent la réponse du fluide à la déformation sur différentes échelles de longueur et de temps. Le développement d'approximations précises pour les VMF est un problème fondamental non résolu de la physique de la matière condensée. Les progrès dans le développement de telles approximations ont stagné dans le passé, car la théorie montre que l'évolution temporelle des VMF n'est pas générée par la dynamique newtonienne classique,
mais par une dynamique « projetée » définie uniquement de façon formelle, qui par conséquent ne peut pas être reproduite par les algorithmes habituels de dynamique moléculaire (MD). Ceci a empêché jusqu'à présent le calcul direct des VMF pour développer des approximations performantes.

Nous comblons ici cette lacune ancienne par une nouvelle méthode de MD sous contrainte (CMD) qui génère la dynamique projetée directement dans la simulation. Dans le cadre de deux thèses de doctorat parallèles, nous cherchons à créer la méthode CMD, à la rendre publiquement disponible en l'implémentant dans le code open source LAMMPS pour le calcul à haute performance, et à appliquer la CMD pour explorer la dépendance spatio-temporelle des VMFs pour des modèles de liquides vitreux [1] et de polymères [2].

[1] L. Klochko, J. Baschnagel, J. P. Wittmer, H. Meyer, O. Benzerara, A. N. Semenov, "Theory of length-scale dependent relaxation moduli and stress fluctuations in glass-forming and viscoelastic liquids", J. Chem. Phys. 156, 164505 (2022).
[2] A. N. Semenov, J. Farago, H. Meyer, "Length-scale dependent relaxation shear modulus and viscoelastic hydrodynamic interactions in polymer liquids", J. Chem. Phys. 136, 244905 (2012).

Profil du poste :
Nous recherchons des physiciens ou des chimistes théoriciens ayant une bonne connaissance de la physique statistique, une expérience de la programmation (python, C++, etc.) et une bonne connaissance de LINUX. Les candidats retenus doivent avoir un intérêt marqué pour la théorie et le travail numérique. Le travail numérique implique le développement de codes (par exemple, l'implémentation de CMD dans le code LAMMPS en C++, la programmation d'outils d'analyse de données, etc.), la réalisation de simulations MD et l'analyse des données de simulation. Le développement de CMD et l'analyse des données dépendent essentiellement de la synergie fournie par l'application de la théorie sous-jacente, qui nécessite également une extension ultérieure. Les postes peuvent être pourvus à tout moment, mais au plus tard le 1er octobre 2025.

Contexte de travail

Deux thèses de doctorat, financées par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR), sont disponibles dans l'équipe Théorie et Simulation des Polymères (TSP) de l'Institut Charles Sadron (ICS) à Strasbourg, France. L'ICS est un institut de recherche du CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) associé à l'Université de Strasbourg (Unistra). Les activités de recherche de l'ICS concernent la science des macromolécules et des systèmes de matière molle auto-assemblés à l'interface entre la chimie, la physique et l'ingénierie. L'ICS héberge sept équipes de recherche, dont l'équipe TSP. Tous les membres permanents de l'équipe TSP sont impliqués, à différents niveaux, dans la recherche associée aux deux thèses de doctorat proposées. Chaque doctorant bénéficiera d'un contrat doctoral et sera inscrit à l'École Doctorale de physique et Chimie Physique de l'Unistra, offrant une formation doctorale structurée parallèle à la thèse de doctorat. Le contrat doctoral est d'une durée de trois ans avec un salaire mensuel net de (actuellement) 1739 euros.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.