Qu’est-ce que la rupture de symétrie (ou brisure spontanée de symétrie) ?
4 août 2009, 15:45, par Robert Paris
Je donne quelques citations de physiciens sur cette question :
Heinz von Förster a montré que de petits aimants s’organisent spontanément lorsqu’on les agite.
L’astrophysicien John Barrow explique que cet ordre peut être détruit par une augmentation de température : « Au sein d’une barre métallique chauffée au dessus d’une certaine température, l’agitation thermique des atomes est suffisante pour détruire toute tendance à s’aligner et définir une direction de magnétisation privilégiée. Dans un état chaud, la barre ne possède pas de magnétisation globale. Mais quand la température de la tige diminue, l’agitation thermique perd de son intensité et est incapable de désorienter les atomes. » Barrow explique comment la tige peut évoluer vers deux états opposés d’alignement des petits aimants. C’est un exemple d’un phénomène plus général appelé la symétrie brisée dans laquelle « une fluctuation microscopique fait pencher la balance d’un côté ou de l’autre. »
« Cette bifurcation est un phénomène ponctué, critique, par lequel le système acquiert un comportement global nouveau et des propriétés nouvelles. »
Les physiciens Janine Guespin-Michel et Camille Ripoll
dans la revue « Sciences et Avenir » d’août 2005
« L’exemple canonique de la criticalité auto-organisée est le tas de sable. Un tas de sable présente un comportement en équilibre ponctué, pour lequel des périodes de stases sont entrecoupées par des éboulements. (...) Le tas de sable évolue d’une configuration à l’autre non pas de manière graduelle, mais au moyen d’avalanches catastrophiques. (...) L’évolution du tas de sable s’effectue par le biais de révolutions, comme l’histoire dans la vision de Karl Marx. C’est précisément parce que les états dynamiques sont suspendus dans l’état critique que tout arrive à travers des révolutions et non graduellement. De fait, la criticalité auto-organisée est une méthode inventée par la nature pour effectuer des transformations énormes sur des échelles de temps très courtes. (...) Les grands systèmes comportant un grand nombre de composants évoluent vers un état intermédiaire « critique », loin de l’équilibre, et pour lequel des perturbations mineures peuvent déclencher des événements de toutes tailles, appelés « avalanches ». La plupart des changements se produisent au cours de ces événements catastrophiques plutôt qu’en suivant un chemin graduel et régulier. »
Le physicien Per Bak dans « Quand la nature s’organise »
Je donne quelques citations de physiciens sur cette question :
Heinz von Förster a montré que de petits aimants s’organisent spontanément lorsqu’on les agite.
L’astrophysicien John Barrow explique que cet ordre peut être détruit par une augmentation de température : « Au sein d’une barre métallique chauffée au dessus d’une certaine température, l’agitation thermique des atomes est suffisante pour détruire toute tendance à s’aligner et définir une direction de magnétisation privilégiée. Dans un état chaud, la barre ne possède pas de magnétisation globale. Mais quand la température de la tige diminue, l’agitation thermique perd de son intensité et est incapable de désorienter les atomes. » Barrow explique comment la tige peut évoluer vers deux états opposés d’alignement des petits aimants. C’est un exemple d’un phénomène plus général appelé la symétrie brisée dans laquelle « une fluctuation microscopique fait pencher la balance d’un côté ou de l’autre. »
« Cette bifurcation est un phénomène ponctué, critique, par lequel le système acquiert un comportement global nouveau et des propriétés nouvelles. »
Les physiciens Janine Guespin-Michel et Camille Ripoll
dans la revue « Sciences et Avenir » d’août 2005
« L’exemple canonique de la criticalité auto-organisée est le tas de sable. Un tas de sable présente un comportement en équilibre ponctué, pour lequel des périodes de stases sont entrecoupées par des éboulements. (...) Le tas de sable évolue d’une configuration à l’autre non pas de manière graduelle, mais au moyen d’avalanches catastrophiques. (...) L’évolution du tas de sable s’effectue par le biais de révolutions, comme l’histoire dans la vision de Karl Marx. C’est précisément parce que les états dynamiques sont suspendus dans l’état critique que tout arrive à travers des révolutions et non graduellement. De fait, la criticalité auto-organisée est une méthode inventée par la nature pour effectuer des transformations énormes sur des échelles de temps très courtes. (...) Les grands systèmes comportant un grand nombre de composants évoluent vers un état intermédiaire « critique », loin de l’équilibre, et pour lequel des perturbations mineures peuvent déclencher des événements de toutes tailles, appelés « avalanches ». La plupart des changements se produisent au cours de ces événements catastrophiques plutôt qu’en suivant un chemin graduel et régulier. »
Le physicien Per Bak dans « Quand la nature s’organise »