La plupart des gens voient les vagues de l'océan et se demandent vaguement pourquoi certaines sont grandes et d'autres petites – ou regardent un feu rugissant et sont curieux de savoir ce qui fait bouger les flammes comme elles le font – sans apparemment ni rime ni raison.

Pour la plupart, ce sont des curiosités passagères auxquelles on ne pense guère en dehors du moment. Juste un mystère de la vie. Mais pour ceux qui étudient les questions de complexité et de synchronisation, ils ne se contentent pas de ne pas comprendre les modèles. Ils veulent comprendre un comportement apparemment étrange dans l'espoir de pouvoir peut-être le prédire à l'avenir.

Les chercheurs postdoctoraux Karen Blaha et Fabio Della Rossa sont deux de ces chercheurs, étudier le domaine dit de la synchronisation, travaillant sous Francesco Sorrentino, professeur agrégé de génie mécanique à la School of Engineering de l'Université du Nouveau-Mexique.

Ils sont deux auteurs d'un article récemment publié dans Lettres d'examen physique appelé "Cluster Synchronization in Multilayer Networks:A Fully Analog Experiment with LC Oscillators with Physically Dissimilar Coupling, " qui a exploré la synchronisation - tous ensemble ou par paires - de circuits électroniques qui communiquent par deux méthodes - par fil ou sans fil.

Les co-auteurs de l'article sont Sorrentino, Mani Hossein-Zadeh et Ke Huang, du Département de génie électrique et informatique, et Louis Pecora du U.S. Naval Research Laboratory.

Synchronisation, ils expliquent, est une idée simple mais complexe que l'on retrouve dans de nombreux systèmes humains, dont la biologie, le comportement humain et toutes les branches de la science et de l'ingénierie. Cela commence comme une action, comme un éclair qui s'allume ou une personne applaudissant lors d'un concert, et continue à mesure que les systèmes deviennent liés ou synchronisés, conduisant à un essaim d'insectes ou à une foule entière de milliers d'applaudissements.

Della Rossa a expliqué qu'un exemple très visuel de cette idée peut être trouvé dans le Millennium Bridge à Londres, qui a été trouvé peu de temps après sa construction pour avoir « l'excitation latérale synchrone. Alors que les gens marchaient sur le pont, il avait un mouvement de balancement naturel, qui a fait se balancer les gens sur le pont pour contrer l'effet, ce qui a aggravé l'influence à mesure que plus de personnes participaient. Cet effet n'était pas prévu par les ingénieurs qui ont conçu le pont.

Blaha et Della Rossa ont dit que bien que la synchronisation des effets se retrouve dans presque tout, des systèmes du corps humain à l'amour (Della Rossa est l'auteur d'un livre intitulé Modeling Love Dynamics, qui tente d'appliquer des modèles mathématiques pour expliquer l'attirance romantique), il n'est généralement pas bien étudié ou anticipé par les scientifiques ou les ingénieurs, qui trouvent souvent les aspects non linéaires du domaine d'études "désordonnés". C'est ce qu'ils aimeraient changer.

En utilisant la modélisation mathématique, ou ce que Blaha appelle "les mathématiques ludiques, " ils aimeraient à terme développer des modèles pouvant aider les scientifiques à rendre compte de la synchronisation dans leurs recherches, conduisant, espérons-le, à des résultats plus précis.

"Beaucoup de chercheurs veulent éviter la complexité, mais les systèmes que nous voulons vraiment comprendre comme le cerveau présentent une grande complexité, c'est donc un défi que nous devons relever, " dit Blaha.