WORKSHOP

Spectral theory applied to physics (II)
Théorie spectrale appliquée à la physique (II)

28 – 30 October, 2026

INTRANET FOR ORGANIZERS

Organizing Commitee/Scientific Commitee
Comité d’organisation/Comité scientifique

Philippe Briet (Centre de Physique Théorique)
Maxence Cassier (Institut Fresnel)
Loïc Le Treust (Institut de Mathématiques de Marseille)
Thomas Ourmières-Bonafos (Institut de Mathématiques de Marseille)
Simona Rota Nodari (Université Côte d’Azur)

IMPORTANT WARNING:  Scam / Phishing / SMiShing ! Note that ill-intentioned people may be trying to contact some of participants by email or phone to get money and personal details, by pretending to be part of the staff of our conference center (CIRM).  CIRM and the organizers will NEVER contact you by phone on this issue and will NEVER ask you to pay for accommodation/ board / possible registration fee in advance. Any due payment will be taken onsite at CIRM during your stay.

Spectral theory is concerned with the mathematical properties of linear operators through the study of their spectra and eigenelements. It has emerged as a key area of mathematics for the precise analysis of both quantum and classical wave phenomena, in the context of acoustic, electromagnetic or mechanical wave propagation. It is therefore a key mathematical tool in the understanding of many physical phenomena.

In both classical and quantum physics, the engineering development of materials with increasingly complex physical properties (e.g. metamaterials, topological insulators, etc.) or geometrical properties (e.g. waveguides or curved optical fibers) raises important new questions in this area of mathematics, in order to model wave propagation in such media. What’s more, these “new materials” have numerous application challenges.

This workshop is organized within the framework of the AMIDEX project Propagation in Twisted Waveguides (PTW) and follows the thematic day Spectral Theory Applied to Physics, held at CIRM in October 2024. While the first edition had a primarily local scope within Aix-Marseille University (CPT, I2M, Institut Fresnel, and LMA), this new edition also opens to a national and international dimension. It also follows the five-day international conference “Wave Propagation in Guiding Structures”, organized by members of the project in October 2025, which brought together more than 80 participants from 15 countries. Thus, the aim of this new event is to revive and stimulate discussions and collaborations in these research areas, which are essential in physics and engineering, particularly as the PTW project is administratively scheduled to conclude at the end of 2026. Furthermore, a half-day will be devoted to the spectral study of graphene models within the framework of the CNRS IRP SPEDO project.

La théorie spectrale s’intéresse aux propriétés mathématiques des opérateurs linéaires à travers l’étude de leur spectre et de leurs éléments propres. Elle constitue un domaine clé des mathématiques pour analyser avec précision les phénomènes physiques ondulatoires, qu’ils soient quantiques ou classiques, notamment dans le cadre de la propagation des ondes acoustiques, électromagnétiques ou mécaniques. Elle représente ainsi un outil mathématique fondamental pour la compréhension de nombreux phénomènes physiques. En physique classique comme en physique quantique, le développement en ingénierie de matériaux de plus en plus complexes, tant par leurs propriétés physiques (par exemple les métamatériaux ou les isolants topologiques) que par leurs caractéristiques géométriques (guides d’ondes ou fibres optiques courbées) soulève de nouvelles questions importantes pour ce domaine des mathématiques, notamment afin de modéliser la propagation des ondes dans de tels milieux. Ces nouveaux matériaux présentent par ailleurs de nombreux enjeux applicatifs importants. Ce workshop s’inscrit dans le cadre du projet AMIDEX Propagation in Twisted Waveguides (PTW) et fait suite à la journée thématique Théorie spectrale appliquée à la physique, organisée au CIRM en octobre 2024. Alors que la première édition avait une portée essentiellement locale, au sein de l’Université Aix-Marseille (CPT, I2M, Institut Fresnel et LMA), cette seconde édition s’ouvre également à une dimension nationale et internationale. Elle fait également écho à la conférence internationale de cinq jours «Propagation d’ondes dans les structures guidantes », organisée par les membres du projet en octobre 2025 qui a regroupé plus de 80 participants issus de 15 pays. Par conséquent, l’objectif de cette seconde édition est de relancer et de dynamiser les discussions ainsi que les collaborations dans ces domaines de recherche, qui sont essentiels en physique et en ingénierie, d’autant plus que le projet PTW doit s’achever administrativement à la fin de l’année 2026. Par ailleurs, une demi-journée sera consacrée à l’étude spectrale des modèles de graphène dans le cadre du projet CNRS IRP SPEDO.

SPEAKERS

Sarah Al Humaikani (POEMS (CNRS, INRIA, ENSTA Paris)   Scattering problem in junctions of open waveguides
Horia Cornean (Aalborg University)   Every complicated magnetic Schrödinger operator has an easy matrix behind it
Bérangère Delourme (Université Sorbonne Paris Nord)   Wave propagation in periodic graphe-like structures
Charlotte Dietze (Sorbonne Université)   Spectral theory for singular Riemannian metrics
Alexis Drouot (University of Washington)   Topological currents around a corner
Joaquim Duran (University of Barcelona)   Eigenvalue estimates for quantum dot Dirac operators
Nicolas Frantz (Université d’Angers)   Edge modes generated by intersection of three energy bands
Anthony Gerber-roth (CNRS, Laboratoire de Mécanique & d’Acoustique)   Spectral approach for an homogenization problem using boundary integral operators
Borbala Gerhat (ISTA Klosterneuburg)   Schrödinger operators with accretive potentials in weighted spaces
David Gontier (Ecole Nationale des Ponts et Chaussées)   Keller estimates of the eigenvalues in the gap of Dirac operators
Hugo Gouttenegre (Université de Toulon)   TBA
Nadine Große (University of Freiburg)   On codimension two boundary problems for Dirac operators
Martin Halla (Karlruhe Institute of Technology)   Modal bases of coaxial electromagnetic step index fibers
Maryna Kachanovska (INRIA)   TBA
Pablo Miranda (University of Santiago of Chile)   Dimension reduction for the Dirac operator in twisted waveguides
Olaf Post (Trier University)   TBA
Constanza Rojas-molina (CY Cergy Paris Universite)   TBA
Michele Zaccaron (Cardiff University)  TBA

SPONSORS

Projet PTW
Projet IRP SPEDO

Projet MITI 80 prime MDCPP