Lucioles, cellules cardiaques, horloges, et les réseaux électriques le font tous - ils peuvent se synchroniser spontanément, envoyer des signaux à l'unisson. Depuis des siècles, les scientifiques ont été perplexes devant ce comportement d'auto-organisation, proposer des théories et des expériences qui constituent la science de la synchronisation. Mais malgré les progrès réalisés sur le terrain, des mystères persistent, en particulier comment des réseaux d'éléments complètement identiques peuvent se désynchroniser.

Maintenant, dans une nouvelle étude dans le numéro du 8 mars de la revue Science , Des chercheurs de Caltech ont montré expérimentalement comment un simple réseau de nanomachines synchronisées identiques peut donner lieu à des désynchronisations, états complexes. Imaginez une file de danseurs de Rockette :quand ils donnent tous des coups de pied en même temps, ils sont synchronisés. L'un des états complexes observés provenant du simple réseau serait semblable aux danseurs de Rockette se donnant des coups de jambes "déphasés" les uns avec les autres, où tous les autres danseurs donnent un coup de pied, tandis que les danseurs entre les deux viennent de terminer un coup de pied.

Les résultats démontrent expérimentalement que même des réseaux simples peuvent conduire à la complexité, et cette connaissance, à son tour, peut conduire à terme à de nouveaux outils de contrôle de ces réseaux. Par exemple, en comprenant mieux comment les cellules cardiaques ou les réseaux électriques affichent la complexité dans des réseaux apparemment uniformes, les chercheurs pourront peut-être développer de nouveaux outils pour remettre ces réseaux dans le rythme.

"Nous voulons apprendre comment nous pouvons juste chatouiller, ou pousser doucement, un système dans le bon sens pour le remettre dans un état synchronisé, " dit Michael L. Roukes, le professeur Frank J. Roshek de physique, Physique appliquée, et Bio-ingénierie à Caltech, et chercheur principal du nouveau Science étudier. « Cela pourrait peut-être engendrer une forme de nouveau, défibrillateurs moins agressifs, par exemple, pour choquer le cœur de nouveau dans le rythme."

Les oscillations synchronisées ont été notées pour la première fois dès les années 1600, lorsque le scientifique néerlandais Christiaan Huygens, connu pour avoir découvert la lune saturnienne Titan, a noté que deux horloges à pendule suspendues à un support commun finiraient par tiquer à l'unisson. A travers les siècles, les mathématiciens et autres scientifiques ont trouvé différentes manières d'expliquer l'étrange phénomène, vu aussi dans les cellules cardiaques et cérébrales, lucioles, nuages ​​d'atomes froids, les rythmes circadiens des animaux, et bien d'autres systèmes.