Des chercheurs ont développé un nouveau cadre théorique permettant de simuler avec précision des systèmes tels que les volées d'oiseaux, qui semblent enfreindre la troisième loi du mouvement de Newton. Cette approche introduit des partenaires fictifs pour transformer les interactions non réciproques en interactions réciproques que les méthodes existantes peuvent traiter.
Les oiseaux au sein d'une volée ne s'alignent qu'avec leurs voisins situés devant ou à côté d'eux, créant des interactions qui semblent rompre le principe action-réaction, pilier de la physique classique depuis plus de 300 ans. Des schémas similaires apparaissent dans les essaims bactériens et les groupes cellulaires, là où les modèles traditionnels s'avèrent insuffisants.
Une équipe dirigée par Marín Bukov à l'université technique de Dresde, en collaboration avec Roderich Moessner et Ricard Alert, a introduit des variables mathématiques auxiliaires représentant des partenaires imaginaires. Pour chaque oiseau, ils placent un homologue fictif dans la direction opposée afin de rétablir l'équilibre dans les équations.
« L'astuce derrière cette nouvelle théorie est qu'elle construit un partenaire pour chaque composante du système, un partenaire fictif qui n'existe pas dans la nature », a expliqué Alert. Cette méthode permet des simulations précises en utilisant des outils établis de la physique des corps multiples.
Les résultats, publiés dans Nature Physics, ouvrent des possibilités pour étudier le comportement collectif dans les systèmes biologiques comme quantiques. Moessner a souligné le potentiel de découverte de nouvelles formes de matière quantique issues de telles dynamiques non réciproques.
