Des physiciens de l'Université de New York ont développé un nouveau type de cristal temporel utilisant des ondes sonores pour maintenir en suspension de minuscules billes de polystyrène, produisant des interactions non réciproques qui contredisent la troisième loi du mouvement de Newton. Ce système compact et visible oscille selon un rythme stable et a fait l'objet d'une publication dans Physical Review Letters. Les chercheurs envisagent des applications potentielles dans l'informatique quantique ainsi que des avancées dans la compréhension des rythmes biologiques.
Les cristaux temporels, théorisés et confirmés pour la première fois il y a environ une décennie, sont constitués de particules présentant un mouvement périodique sans apport d'énergie externe. La version la plus récente, créée par une équipe du Center for Soft Matter Research de l'Université de New York, emploie un lévitateur acoustique pour maintenir de petites billes de polystyrène en suspension dans l'air grâce à des ondes sonores stationnaires. Ces billes interagissent par le biais d'ondes sonores diffusées, produisant des forces inégales : les plus grosses billes influencent les plus petites plus fortement que l'inverse, violant ainsi le principe d'action-réaction de la troisième loi de Newton. Cela conduit à des oscillations spontanées, formant la structure rythmique du cristal temporel. Le dispositif est simple — un appareil portatif d'environ trente centimètres de haut — ce qui le rend observable sans équipement spécialisé. L'auteure principale, Mia C. Morrell, étudiante diplômée, a expliqué : « Les ondes sonores exercent des forces sur les particules, tout comme les vagues à la surface d'un étang peuvent exercer des forces sur une feuille flottante. Nous pouvons faire léviter des objets contre la gravité en les immergeant dans un champ sonore appelé onde stationnaire. » Elle a comparé ces interactions à « deux ferries de tailles différentes s'approchant d'un quai », où les différences de taille provoquent des effets d'ondes asymétriques. L'auteur principal, David G. Grier, professeur de physique, a noté : « Les cristaux temporels sont fascinants, non seulement en raison des possibilités qu'ils offrent, mais aussi parce qu'ils semblent si exotiques et complexes. Notre système est remarquable car il est incroyablement simple. » La collaboratrice Leela Elliott, étudiante de premier cycle, a contribué à ces travaux publiés dans Physical Review Letters (2026; 136(5), DOI: 10.1103/zjzk-t81n). La National Science Foundation a soutenu cette recherche via les subventions DMR-21043837 et DMR-2428983. Au-delà des technologies comme l'informatique quantique, la dynamique non réciproque observée reflète des processus tels que les rythmes circadiens et le métabolisme alimentaire.
