Random walk

Dans la littérature scientifique, il est possible de trouver des publications qui expliquent la formation de structures émergentes par la "théorie de l'auto-organisation". Cependant, il y a un problème fondamental à publier de telles évidences dans des journaux scientifiques.

L'auto-organisation n'est-elle pas tout simplement un mot trop simple, synonyme de la "physique", discipline très vaste qui consiste à décrire mathématiquement les lois de la Nature sous toutes ses formes. Ainsi, cette "théorie de l'auto-organisation" n'est ni un "théorie" ni une réalité. C'est une "idée" liée à comportement observé et systématisé que l'on tente de décrire de manière la plus universelle possible, via le développement de modèles mathématiques, mais dont la description n'est valable que dans certaines conditions de validité.

En l'état des recherches actuelles, faire le lien entre la description mathématique de cette idée d'auto-organisation et la réalité physique, c'est être en mesure de relier les quantités observables / mesurables expérimentalement à la théorie, qui présuppose de mettre en relation des grandeurs accessibles par l'expérience.

En physique fondamentale, ce travail a débuté avec la recherche d'instabilités en mécanique des fluides, puis en physique des plasmas. En interaction laser-matière, ce travail de recherche est toujours d'actualité, notamment, dans le domaine des lasers intenses où cette idée d'auto-organisation commence à faire surface de manière de plus en plus rigoureuse. Il reste cependant à veiller que les modèles appliqués aux cas concrets de la physique expérimentale restent bien complets et consistants, ce qui demande une rigueur mathématique et un pragmatisme parfois incompatible avec la rêverie qui accompagne trop souvent les idées d'émergence, et de transition vers le chaos, en lien avec un formalisme complexe difficile d'accès.

Références

- Robert Buschlinger, Stefan Nolte, and Ulf Peschel, Self-organized pattern formation in laser-induced multiphoton ionization, Physical Review B 89, 184306 (2014)

- Olga Varlamova, Christian Martens, Markus Ratzke, and Juergen Reif Reif, Genesis of femtosecond-induced nanostructures on solid surfaces, Applied Optics 53, 31 (2014)

- Jean-Philippe Colombier, Philippe Brunet, Emile Bévillon, Florence Garellie, Razvan Stoian, Génération de rides submicroniques à la surface d'un métal irradié par des impulsions lasers femtosecondes : Effets plasmoniques et hydrodynamiques, 21e Congrès Français de Mécanique (CFM 2013), C10 (2013), http://documents.irevues.inist.fr/handle/2042/52827

- V. I. Emel'yanov, The Kuramoto-Sivashinsky equation for the defect-deformation instability of a surface-stressed nanolayer, Laser Physics 19, 538 (2009)

- Igor S. Aranson and Lorenz Kramer, The world of the complex Ginzburg-Landau equation, Review of Modern Physics. 74, 99 (2002)