La diffusion des ondes apparaît pratiquement partout dans la vie de tous les jours - des conversations à travers les pièces, aux vagues de l'océan se brisant sur un rivage, des couchers de soleil colorés, aux ondes radar réfléchies par les aéronefs. Les phénomènes de diffusion apparaissent également dans des domaines aussi divers que la mécanique quantique et la gravitation. Selon Pavel Ginzburg, professeur à l'École de génie électrique de l'Université de Tel Aviv, ces phénomènes deviennent particulièrement intéressants lorsque les ondes en question rencontrent un objet en mouvement.

L'effet Doppler de tous les jours est familier, attesté par le décalage audible de la hauteur qui se produit, par exemple, à l'approche de la sirène d'un camion de pompiers, passe, et recule. L'idée que la fréquence observée d'une onde dépend de la vitesse relative de la source et de l'observateur, un aspect vulgarisé de la théorie de la relativité d'Einstein, implique des implications cosmiques pour l'effet Doppler, en particulier pour les ondes lumineuses. Maintenant, il apparaît qu'entre la relativité et le régime d'onde classique (stationnaire), il existe un autre régime de phénomènes ondulatoires, où la mémoire influence le processus de diffusion.

L'effet mémoire modifie la signature d'onde Doppler

Comme l'a récemment démontré une équipe de scientifiques dirigée par Ginzburg, dont l'auteur principal Vitali Kozlov et les coauteurs Sergey Kosulnikov et Dmytro Vovchuk, l'effet Doppler peut être considérablement modifié par les souvenirs d'interactions d'ondes antérieures. Spécifiquement, lorsque les dipôles rotatifs sont agencés pour conserver une longue mémoire des interactions passées avec une onde incidente, la signature Doppler affiche des pics asymétriques dans le spectre diffusé. Plutôt que de disparaître rapidement, ces interactions passées de longue durée affectent l'évolution présente et future du système à l'étude.

"L'effet mémoire nouvellement découvert est universel, " observe Ginzburg, "Il peut émerger dans une variété de scénarios liés aux ondes - de l'optique, où les lasers sont des molécules en rotation, à l'astronomie, où les dipôles en rotation peuvent se rapprocher des étoiles à neutrons." Bien que l'effet soit universel, Ginzburg note que tous les diffuseurs ne possèdent pas une longue mémoire. "L'effet est introduit exprès, par exemple avec des circuits localisés dans le cas d'applications électromagnétiques, " explique Ginzburg. Il spécule que l'effet mémoire peut contribuer à une efficacité accrue de l'identification et de la classification des cibles radar, entre autres applications, comme la radiométrie stellaire.

L'équipe de Ginzburg s'est attachée à répondre à la question de savoir s'il existe « un régime d'interaction négligé, qui d'une part ne nécessite pas de vitesses relativistes mais d'autre part ne peut pas être directement expliqué avec la physique stationnaire classique. , comme les quasars en astronomie ou les pales tournantes d'un hélicoptère dans les applications radar, " selon Ginzburg.

Les chercheurs espèrent que ces effets de mémoire nouvellement démontrés seront utilisés pour faire progresser notre compréhension de l'univers qui nous entoure et contribuer à donner naissance à de nouvelles applications technologiques qui tirent parti des matériaux à mémoire longue pour imprimer des signatures de mouvement sur des ondes dispersées.