La propagation d’ondes dans des milieux dont les propriétés (comme l’indice de réfraction en optique) dépendent du temps est un sujet de recherche très actif depuis quelques années. La modulation temporelle offre un nouveau degré de liberté pour le contrôle des ondes.
Dans ce contexte, des chercheurs de l’Institut Langevin se sont récemment intéressés à la propagation d’une onde dans un milieu spatialement homogène et fluctuant aléatoirement dans le temps (désordre temporel). Ils ont montré théoriquement que l’onde moyenne se propageant dans un tel milieu a un comportement très différent en comparaison au cas du désordre spatial. En particulier, la causalité, un concept intrinsèquement temporel, ainsi que la non conservation de l’énergie de l’onde sont à l’origine de l’apparition de plusieurs régimes de propagation surprenants. Pour l’un d’entre-eux, le plus courant, l’onde moyenne n’est ni atténuée, ni amplifiée par le désordre temporel. Elle ne « subit » le désordre que par l’intermédiaire d’un changement de fréquence.
Aspect remarquable, les résultats obtenus dans cette étude sont obtenus sans avoir recours à une théorie perturbative, contrairement au cas du désordre spatial pour lequel les résultats « exacts » sont très rares. La causalité simplifie en fait le traitement de la diffusion multiple. De telles études permettent d’explorer ce nouveau domaine de la propagation des ondes dans les milieux dépendants du temps, avec des applications potentielles dans la conception de métamatériaux actifs, et dans la détection et l’imagerie dans des environnements choatiques ou turbulents.
Référence :
R. Pierrat, J. Rocha and R. Carminati
Causality and instability in wave propagation in random time-varying media
Phys. Rev. Lett. 134, 233801 (2025)
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