Depuis l’introduction du concept de cristal temporel en 2013 par le prix Nobel, Frank Wilczek, le domaine de recherche sur les milieux variables en temps s’est considérablement développé sur le plan théorique et expérimental avec la découverte de nouveaux concepts et de nouvelles façons de manipuler la propagation des ondes. Les ondes se propageant dans de tels milieux voient leur vitesse varier périodiquement en temps de façon homogène dans l’ensemble de l’espace.
L’introduction de désordre dans un cristal spatial induit de profonds changements sur la propagation des ondes avec en particulier l’apparition de phénomènes de localisation. Quels sont les effets d’un désordre temporel sur la propagation des ondes ? Cette question qui était étudiée théoriquement notamment à l’Institut Langevin (ESPCI Paris, PSL Université, CNRS) [1], vient d’être abordée cette fois expérimentalement à l’aide d’ondes gravito-capillaires [2]. Le milieu variable en temps composé d’interfaces temporelles distribuées aléatoirement est obtenu par électrostriction à l’aide d’une électrode placée au-dessus du liquide conducteur.
En accord avec les prévisions théoriques, les ondes croissent de façon exponentielle en fonction du niveau de désordre. Lorsque l’excitation temporelle du milieu compense l’atténuation visqueuse, des ondes apparaissent localisées temporellement à la surface du liquide. Elles sont le résultat des multiples interférences subies sur les interfaces temporelles et dépendante de leur histoire particulière pour une réalisation de désordre donnée.
Figure : a) Schéma d’un cristal temporel composé d’interfaces temporelles localisées périodiquement avec une période moyenne avec du désordre ; b) Croissance exponentielle du mode de Faraday en fonction du niveau de désordre ; c) Evolution de l’amplitude du mode de Faraday au cours du temps pour une réalisation particulière du désordre (les inserts représentent les ondes à la surface du liquide dont l’amplitude est codée en échelle de couleur).
Références :
[1] Universal Statistics of Waves in a Random Time-Varying Medium
R. Carminati, H. Chen, R. Pierrat, and B. Shapiro
Phys. Rev. Lett. 127, 094101 (2021).
[2] Experimental Implementation of Wave Propagation in Disordered Time-Varying Media
B. Apffel, S. Wildeman, A. Eddi, and E. Fort
Phys. Rev. Lett. 128, 094503 (2022).
