(Haut) Croquis de la configuration utilisée par Bartolo et ses collègues [1]. Des millions de microbilles, qui roulent lors de l'application d'un champ électrique, explorez un enclos centimétrique en forme de piste de course. (En bas) Le troupeau de particules avec des vitesses alignées (flèches rouges) peut être arrêté par la formation de gros bourrages solides à haute densité de particules (le croquis ne représente que quelques-uns des millions de particules qui composent le bourrage). Alors que les particules ne se déplacent pas dans le bourrage, ce dernier se propage comme une onde compacte en sens inverse du troupeau (flèche noire). Crédit :APS/Alan Stonebraker
Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions en France a observé une transition de phase dans un troupeau créé artificiellement. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit comment ils ont créé leur troupeau artificiel et les événements qui ont conduit à une transition de phase.
Les scientifiques qui tentent de comprendre le comportement des foules créent généralement des modèles informatiques destinés à imiter le comportement humain dans des conditions de surpeuplement, mais ces simulations sont limitées par les paramètres utilisés pour les créer. La plupart sur le terrain s'accordent sur la nécessité de recréer physiquement un comportement de foule ou de flocage dans un laboratoire. Dans ce nouvel effort, les chercheurs se sont appuyés sur des travaux antérieurs avec une foule artificielle, et ont découvert que dans certaines conditions, il subissait une transition de phase similaire à la congélation de l'eau jusqu'à l'état de glace.
Travailler sur un effort préalable, certains membres de l'équipe ont créé une foule artificielle composée de millions de billes suspendues dans un liquide entre deux plaques de verre. Les plaques ont été jointes de manière à permettre aux perles de se déplacer sur les bords extérieurs d'un ovale, de la même manière que les voitures sur une piste de course partiellement tridimensionnelle. Les billes ont été forcées de se déplacer dans une direction en appliquant un champ électrique - l'effet Quincke a fait tourner les billes, qui les a poussés à travers le liquide dans la même direction. Aussi, en raison d'un effet dipôle, les perles n'adhèrent pas les unes aux autres - au lieu de cela, ils se sont déplacés autour de la piste, apparemment de leur propre gré. L'équipe précédente a montré que l'augmentation de la densité des billes pourrait déclencher une transition de type Vicsek dans laquelle les particules se déplaçant de manière aléatoire présentent des comportements de type troupeau. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont utilisé la même configuration avec les perles pour créer un troupeau, puis ont observé ce qui se passerait à mesure que la densité augmentait.
Les chercheurs rapportent qu'à un moment donné, tout le troupeau a cessé de bouger, s'arrêtant comme figé sur place - très similaire, ils prétendent, à l'eau gelée dans un ruisseau. Ils décrivent le changement comme un type de transition de phase. Une étude plus approfondie a montré que les perles ne s'arrêtaient pas toutes en même temps - d'abord, petits groupes regroupés, bien qu'ils ne soient pas restés ensemble. Le regroupement a forcé les autres personnes qui ont rencontré le groupe groupé à ralentir puis à s'arrêter jusqu'à ce que tout le groupe se soit arrêté. Les chercheurs ont également découvert qu'une fois que tout le groupe s'était arrêté, ils ont commencé à se propager lentement dans la direction opposée de leur flux précédent - alors que les perles à la tête du groupe massé se sont séparées et ont parcouru l'hippodrome jusqu'à ce qu'elles rencontrent l'autre extrémité de la foule, où ils ont été arrêtés, faire grandir l'arrière de la foule.
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