Quand les ondes imitent le comportement d’un gaz

Marlone Vernet et Eric Falcon, physiciens au laboratoire Matière et Systèmes Complexes (MSC – Université Paris Cité/CNRS), ont observé un phénomène étonnant : dans un système agité de manière aléatoire, des ondes peuvent se comporter comme les molécules d’un gaz.

Dans leur expérience, des ondes se propagent sur une membrane flottante, secouée aléatoirement à petite échelle. Malgré ce désordre, les ondes à grandes échelles atteignent un état d’équilibre, où l’énergie se répartit également entre ces différentes échelles, comme dans un gaz à température constante. C’est le régime d’équilibre thermique ou « équilibre statistique ».

Cet équilibre inattendu pour un ensemble d’ondes aléatoires permet de mesurer des propriétés comme la température, le désordre (entropie) ou la capacité qu’a le système d’ondes à stocker de l’énergie. Ces mesures confirment que, même dans un environnement turbulent, certaines lois de la thermodynamique restent valables.

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