Satya Majumdar : modéliser l’aléatoire

Satya Majumdar étudie les systèmes complexes qui sont constitués d'un grand nombre de degrés de liberté interagissant les uns avec les autres. « La question-clef en physique statistique est de comprendre comment ce comportement macroscopique émerge des interactions observées à un niveau microscopique », explique-t-il. Comme pour les atomes présents dans un fluide tel que l’eau. « Lorsqu’on change sa température, l’eau évolue en trois phases macroscopiques. Au-dessous de 0°C, elle est solide, devient liquide lorsqu’on la chauffe, et se transforme en gaz lorsque sa température atteint 100°C. » Ce sont « ces transitions de phases » qui fascinent les physiciens depuis plusieurs dizaines d’années.

Universalité et fluctuations

Une autre propriété remarquable est l'universalité de ces comportements macroscopiques qui, dans une large mesure, sont indépendants des détails microscopiques du système. Cette universalité est souvent attribuée à l'existence d'importantes fluctuations statistiques au voisinage d'une transition de phase. « Le but du physicien est de comprendre et de modéliser ces fluctuations qui peuvent être très importantes lors de ces transitions, explique Satya Majumdar. Les physiciens se sont toujours intéressés au concept d’universalité qu’ils constatent dans leurs expériences. La physique statistique devient alors un outil pour d’autres domaines, comme la chimie, la biologie, l’informatique, l’économie, etc. » C'est précisément cette ouverture de la physique statistique vers d'autres disciplines qui motive les travaux du chercheur.

Statistiques des extrêmes

Ces fluctuations de grande amplitude jouent également un rôle important dans d’autres domaines des sciences. Les catastrophes naturelles (tremblements de terre, typhons, tsunamis) intéressent particulièrement Satya Majumdar, « car ces évènements rares mais dévastateurs sont provoqués par de très grandes fluctuations qu’il est possible de caractériser et de modéliser ». Ses travaux importants sur ces fluctuations atypiques ont ainsi mis en évidence une transition de phase du troisième ordre associée à la célèbre loi de probabilité de Tracy-Widom en matrices aléatoires, suggérant l’universalité des comportements extrêmes dans une grande variété de systèmes.

De Calcutta à Saclay

Né à Calcutta, Satya Majumdar y réalise toutes ses études. Il est titulaire d’une thèse de l’Institut de recherche fondamentale de Tata à Bombay. Après deux post-docs aux États-Unis (le premier aux Bell Labs de AT&T, le second à l’Université de Yale), il obtient un poste de chercheur permanent à l’Institut Tata à Bombay en 1996. Il rentre au CNRS en 2000 au laboratoire de physique théorique de l’Université de Toulouse. En 2003, il rejoint le Laboratoire de physique théorique et modèles statistiques (LPTMS) à Orsay.

Aujourd’hui, il se dit « fier » de recevoir la médaille d’argent du CNRS, ainsi que le prix de la Société européenne de physique (qu’il partage avec Sergio Ciliberto, chercheur à l’ENS de Lyon). Le chercheur indien apprécie particulièrement le modèle français « qui garantit une grande liberté à la recherche fondamentale ». De plus, l’environnement saclaysien lui permet d’élargir son horizon et d’aborder une large palette de disciplines : « la science moderne est très collaborative, on est toujours en train d’explorer de nouveaux sujets de recherche. »