Dans une expérience typique de physique mésoscopique, un système petit (quelques microns), froid (quelques dizaines de mK) et conducteur (métal ou semiconducteur) est relié à de gros plots métalliques servant à la mesure (injection de courant, mesure de tension,...). Un des problèmes clé de cette physique est le passage de l'échelle mésoscopique où le système est quantiquement cohérent (sujet à des effets d'interférence) à l'échelle macroscopique où l'on effectue la mesure.

La théorie de scattering est un outil à la fois simple et intuitif qui permet de résoudre ce problème. Un aspect remarquable de cette approche est qu'elle permet d'obtenir de nombreux résultats, même en l'absence de description microscopique du système.

Ce cours est une introduction à l'approche de scattering. Je commencerai avec un système très simple (le QPC, Quantum Point Contact) et introduirai graduellement les outils nécessaires à la description de systèmes plus complexes. La totalité des calculs seront faits au tableau, et à chaque fois que possible j'illustrerai le cours de résultats expérimentaux.

1. Généralités sur la physique mésoscopique - Première définition de la matrice S - Formule de Landauer - Le QPC.
2. Système à plusieurs terminaux - Symétries de la matrice de conductance - Mesures à 2 et 4 points - Effet Hall Quantique entier.
3. Supraconductivité mésoscopique - Réflexion d'Andreev - Jonction Josephson.
4. Phénomènes dépendants du temps - Bruit thermique/bruit de grenaille - Capacités mésoscopiques - Pompe quantique.