Julien LANGLOIS soutiendra sa thèse mercredi 3 Décembre 2025 à 14h, dans l’amphi Maxwell de l’Université Paul Sabatier, sur le sujet :
Modélisation de l’effet du mouvement sur les propriétés d’une onde plane dans un plasma.
Composition du jury :
- Rémi DUMONT (IRFM, CEA), Rapporteur
- Stéphane HEURAUX (IJL, Université de Lorraine), Rapporteur
- Yves SAVOYE-PEYSSON (IRFM, CEA), Examinateur
- Roch SMETS (LPP, Sorbonne Université), Examinateur
- Nathaniel J. FISCH (PPPL, Princeton University), Examinateur
- Magali MURAGLIA (PIIM, Aix-Marseille Université), Examinatrice
- Olivier PASCAL (LAPLACE, Université de Toulouse), Examinateur
- Renaud GUEROULT (LAPLACE, CNRS), Directeur de thèse
- Jean-Marcel RAX (IJCLab, Université Paris-Saclay), Invité
Résumé :
Les propriétés d’une onde dans un milieu matériel diffèrent selon qu’il soit au repos ou en mouvement par rapport à un observateur. Ces phénomènes, comme l’entraînement de Fresnel ou la superradiance, sont bien compris dans les milieux isotropes depuis l’avènement de la théorie de la relativité. Le sujet demeure néanmoins peu exploré dans des milieux plus complexes tels que les plasmas. Ce constat est d’autant plus surprenant que mouvement et phénomènes ondulatoires coexistent dans une grande variété de milieux plasmiques, du laboratoire à l’astrophysique. Les travaux menés au cours de cette thèse visent à modéliser et analyser l’influence d’un mouvement arbitraire, avec comme exemples canoniques la translation uniforme et la rotation rigide, sur la propagation dans les plasmas magnétisés. Le cadre théorique de cette thèse s’appuie sur l’approche par transformations de Maxwell-Minkowski, fondée sur la dualité entre deux référentiels privilégiés : le référentiel du laboratoire, associé aux observateurs, et le référentiel propre au milieu en mouvement, dans lequel il est au repos et son comportement supposé connu. À partir des équations d’onde obtenues dans ce formalisme, plusieurs observables sont étudiés, incluant la polarisation, le chemin optique et l’amplitude d’ondes plasma planes. À terme, ces travaux visent à enrichir les modèles existants et à fournir les outils nécessaires à l’étude de systèmes complexes concrets, notamment dans les domaines de la physique à haute densité d’énergie, de la fusion, et de l’astrophysique.
Abstract :
The properties of a wave in a material medium depend on whether the medium is at rest or in motion relative to an observer. Such phenomena, including Fresnel drag and superradiance, are relatively well understood in isotropic media since the advent of relativity theory. However, they remain largely unexplored in more complex environments such as plasmas. This knowledge gap is all the more striking given that motion and wave phenomena frequently coexist across a wide range of plasma systems, from laboratory experiments to astrophysics. This thesis aims to model and analyze the influence of arbitrary motion – specifically uniform translation and rigid-body rotation – on wave propagation in magnetized plasmas. The theoretical framework is based on the Maxwell-Minkowski transformation approach, which relies on the duality between two preferred reference frames: the laboratory frame, associated with observers, and the rest frame, where the plasma is stationary and its properties assumed to be known. Using the wave equations derived within this formalism, several key observables are investigated, including polarization, optical path, and amplitude of plane plasma waves. Ultimately, this work seeks to enrich existing models and support the study of realistic complex systems, particularly in the fields of high-energy-density physics, fusion and astrophysics.
