Centre de Physique Théorique

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Présentation

Depuis 2004, le Centre de Physique Théorique (CPT) est une unité mixte de recherche du CNRS. Il s’agit d’une UMR multi-tutelles CNRS – Aix-Marseille Université – Université de Toulon.

Avec plus de cinquante chercheurs permanents répartis dans 8 équipes et 3 groupes de recherche, le CPT est le plus grand laboratoire français de physique théorique par sa taille. Les activités de recherche qui y sont développées couvrent un large éventail de thématiques en physique et en physique mathématique, de l’étude des interactions fondamentales et de leurs structures mathématiques, à l’étude de la complexité dans divers contextes physiques, de la physique statistique ou de la matière condensée, aux systèmes dynamiques classiques ou quantiques et leurs applications, y compris à des systèmes biologiques.

Une trentaine de doctorants sont formés au laboratoire, qui accueille également plusieurs chercheurs post-doctorants. Le CPT a développé des collaborations scientifiques avec plusieurs laboratoires de l’université Aix-Marseille et avec de nombreux laboratoires et instituts de recherche en France et à l’étranger.

Bref historique du CPT

L’histoire du laboratoire remonte au début des années soixante, quand un groupe théorique est fondé sur le campus de Saint-Charles dans le centre-ville de Marseille (Université de Provence). Quelques années plus tard, ce groupe s’installe sur le campus Joseph-Aiguier, actuel siège de la Délégation Provence et Corse du CNRS, et devient une Unité Propre de Recherche du CNRS (UPR 7061), avant de prendre en 1978 ses quartiers actuels sur le campus de Luminy.

En 2012, les trois anciennes universités marseillaises, l’Université de Provence (U1), l’Université de la Méditerranée (U2) et l’Université Paul Cézanne (U3), fusionnent pour ne former qu’un seul établissement : Aix-Marseille Université. Le CPT est donc désormais une Unité Mixte de Recherche affiliée à deux universités (AMU et UTLN) ainsi qu’au CNRS, sous l’identification UMR 7332.

Par le passé, trois membres du laboratoire (parmi lesquels deux anciens directeurs du CPT) sont devenus doyens de la Faculté des Sciences de Luminy. L’un d’eux est actuellement Vice-Président du Conseil Scientifique de l’Université d’Aix-Marseille.
Des membres du laboratoire sont également à l’origine du Département de Mathématiques de l’Université de Toulon et du Laboratoire de Physique Théorique (UMR 5152) de Toulouse.

Thématiques de recherche

Bien qu’initialement centré sur la physique mathématique (mécanique quantique, théorie des champs quantiques, mécanique statistique, algèbres d’opérateurs, géométrie différentielle,...), le CPT a rapidement développé des activités de recherche orientées vers des questions fondamentales en physique des particules et un peu plus tard en nanophysique ou encore en cosmologie. Selon un processus similaire, l’expérience acquise dans l’étude des systèmes dynamiques a trouvé de nouvelles applications dans d’autres domaines comme le contrôle du chaos dans divers systèmes physiques, dont les plasmas de fusion, ou encore la biologie et l’immunologie. Plus récemment, les activités en physique statistique s’orientent vers l’étude de réseaux complexes, qui offrent de nombreuses possibilités d’applications interdisciplinaires (en épidémiologie, mais aussi, par exemple, en sciences sociales).

Un laboratoire multi-sites

Le CPT est réparti sur 2 sites : Marseille et Toulon. Le site principal est situé sur le campus Luminy au sud de Marseille (l’un des trois campus scientifiques de l’Université d’Aix-Marseille, les deux autres étant les campus de Saint Charles et de Saint Jérôme), à proximité du Parc National des Calanques. Le site secondaire sur le campus de la Garde regroupe les enseignants-chercheurs du CPT au sein de l’Université de Toulon.

Affiliations et partenariats

Fédération de Recherche des Unités Mathématiques de Marseille
En collaboration avec le Laboratoire de Mathématiques de Marseille (I2M), le CPT est un membre fondateur de la Fédération de Recherche des Unités Mathématiques de Marseille (FRUMAM, FR2281), créée en 2002 par le CNRS et par les trois (ex)universités d’Aix-Marseille auxquels s’est joint par la suite l’Université de Toulon, et dont un ancien directeur est un membre du CPT.

Fédération Nationale de Recherche pour la Fusion par Confinement Magnétique
Le laboratoire est également un membre fondateur de la Fédération Nationale de Recherche pour la Fusion par Confinement Magnétique (FRFCM ITER), créée en 2005 par le CNRS, le Commissariat à l’Énergie Atomique (CEA) et six autres institutions, en vue de l’installation du réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER) à Cadarache, à environ 50 km au nord de Marseille. En outre, depuis 2006, le CPT est un « Laboratoire de Recherche Conventionné » (LRC) avec le CEA de Cadarache, et maintient une collaboration avec les membres de l’Institut de Recherche sur la Fusion Magnétique (IRFM) dans le cadre d’un projet scientifique financé par l’organisation EURATOM depuis 2003 et par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR).

Laboratoire d’Excellence : LABEX OCEVU et LABEX ARCHIMEDE
Depuis 2012, des programmes de financement « Investissements d’Avenir » ont été développés au niveau national et plusieurs universités d’excellence ont été sélectionnées pour en bénéficier. De ce fait, de nouvelles structures de financement ont vu le jour au sein de l’Université d’Aix-Marseille, ce qui a eu un impact significatif sur le panorama de la recherche, et notamment au CPT. Ces structures portant le nom de « Laboratoires d’Excellence » (LABEX) sont au nombre de 10 au sein d’AMU et sont gérées par l’initiative d’excellence AMIDEX. Le CPT participe à deux de ces LABEX : le LABEX OCEVU et le LABEX ARCHIMEDE.

Le LABEX OCEVU offre, dans le Sud de la France (axe Marseille-Montpellier-Toulouse), un environnement structurant, collaboratif et interdisciplinaire pour la recherche sur la compréhension de la physique de l’univers, ses origines, son évolution ainsi que sa composition. Les collaborations concernent 6 unités mixtes de recherche du CNRS :
- CPPM (Centre de Physique des Particules de Marseille, UMR6550)
- CPT (Centre de Physique Théorique, UMR7332)
- LAM (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, UMR6110)
- L2C (Laboratoire Charles Coulomb, UMR5221) à Montpellier
- LUPM (Laboratoire Universitaire et Particules de Montpellier, UMR5299)
- IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, UMR5277) à Toulouse.

Le LABEX OCEVU finance des projets expérimentaux et théoriques. Le CPT a ainsi bénéficié de bourses de doctorat et de contrats postdoctoraux ainsi que de financements pour accueillir des visiteurs et mener des projets de collaboration. Depuis sa création, il est à l’origine de nombreuses collaborations entre les laboratoires de la région marseillaise et ceux de Montpellier et Toulouse. Le LABEX OCEVU s’implique fortement sur certaines thématiques telles que la recherche, et plus particulièrement sur la compréhension de l’univers (approche interdisciplinaire), la formation, la vulgarisation scientifique et le transfert technologique.

Le LABEX ARCHIMEDE se concentre, quant à lui, sur les mathématiques pures et appliquées ainsi que sur l’informatique. Les principaux objectifs du LABEX ARICHIMEDE sont :
- Renforcer les collaborations multidisciplinaires entre les unités de recherche d’Aix Marseille Université,
- Promouvoir les partenariats internationaux,
- Améliorer les relations entre la recherche et l’enseignement au niveau universitaire.

Il est composé de 4 unités de recherche du CNRS regroupant des scientifiques d’Aix-Marseille Université ayant une réputation internationale dans le domaine des mathématiques et de l’informatique, ainsi que d’un centre de conférences international qui organise des ateliers toute l’année :
- Centre de Physique Théorique (CPT, UMR 7332)
- Institut de Mathématiques de Marseille (I2M, UMR 7373)
- Laboratoire d’Informatique Fondamentale de Marseille (LIF, UMR 7279)
- Laboratoire des Sciences de l’Information et des Systèmes (LSIS, UMR 7296)
- Centre International de Rencontres Mathématiques (CIRM, UMS 822)

Agenda