Ensemble elles rétablissent le chaos !

Depuis la découverte du phénomène de localisation d’Anderson dans les années 1950, les physiciennes et physiciens s’efforcent de comprendre comment les interférences quantiques peuvent bloquer la propagation des particules dans un milieu désordonné. Si ce mécanisme est bien compris pour des particules indépendantes, son devenir en présence d’interactions reste l’un des grands mystères de la physique quantique. Ce problème, au cœur de nombreuses recherches théoriques et expérimentales, mobilise aujourd’hui des laboratoires à travers le monde, notamment grâce aux progrès réalisés dans la manipulation des gaz ultrafroids.
Dans un travail théorique récent, une collaboration franco-italienne regroupant plusieurs chercheurs et chercheuses a étudié un gaz unidimensionnel d’atomes soumis à des « kicks » – de brèves impulsions répétées dans le temps (qui sont généralement produites expérimentalement par des impulsions lumineuses). Ils ont montré que, contrairement au cas sans interactions où la dynamique du système reste figée, les interactions entre particules peuvent déclencher une transition vers un état où les impulsions données au système font croître de nouveau l’énergie. Cette transition « d’Anderson dynamique » (où le rôle du désordre structurel est joué par la dynamique chaotique du système) induite par les interactions est d’autant plus surprenante que, contrairement aux transitions ordre-désordre habituelles, où la dimensionnalité de l’espace a une importance critique, ici ce rôle est joué par le nombre de particules en interaction. En combinant des calculs exacts et des simulations numériques, l’équipe a établi un lien formel entre ce système et des modèles canoniques de conduction électronique. Ces résultats, qui ouvrent de nouvelles perspectives sur la compréhension du rôle des interactions, du désordre et du chaos dans la dynamique des systèmes quantiques, sont publiés dans les Physical Review Letters.

Références