Le mouvement du sillage d'un bateau pneumatique, la turbulence d'une cascade d'eau, les vortex d'une tornade: des phénomènes naturels complexes qui pouvaient être jusqu'alors analysés seulement en utilisant des méthodes statistiques sophistiquées. Mais bientôt, grâce au travail de Renzo Ricca, professeur du Département de
Mathématiques (Les mathématiques désignent la science du vrai et du faux en général. C'est-à-dire qu'elle ne s'attache pas à dire ce qui est vrai ou faux dans l'absolu mais relativement à des...) et Applications de l'
Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Peirce[1], un...) de Milan-Bicocca, il sera possible de n'utiliser qu'un ordinateur et des formules d'
algèbre (L'algèbre est la branche des mathématiques qui étudie les structures algébriques, indépendamment de la notion de limite (rattachée à l'analyse) et de la notion de représentation graphique (rattachée à la géométrie).).
Le vortex de l'ouragan Emily et la Lune vus de l'espace
L'étude de Renzo Ricca, qui a fait la page de couverture du
Journal of Physics A: Mathematical and Theorical, a profité des progrès les plus récents sur la
théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur...) des noeuds (le secteur des mathématiques qui s'occupe de l'étude quantitative des formes) pour étudier les enchevêtrements complexes des fluides " liés" entre eux. Il a été découvert que les phénomènes de ce genre sont régulés par des polynômes particuliers, dits de Jones.
En général, les fluides ont tendance à former des structures complexes, à l'intérieur desquelles les forces et l'
énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) se distribuent comme un enchevêtrement complexe de fils de laine qui s'entrelacent et se défont perpétuellement. La description de cette
dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) est un défi intéressant mais difficile qui occupe des mathématiciens et des physiciens depuis les années 80. Renzo Ricca a démontré comment les polynômes de Jones reconnaissent de manière claire chacun des noeuds, infinis et éphémères, et les liens qui se forment dans le
fluide (Les fluides sont des milieux parfaitement déformables. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des fluides peu compressibles. Dans certaines conditions...), auxquels viennent s'associer des propriétés dynamiques et énergétiques dont les performances peuvent être suivies dans le
temps (Le temps est un concept développé pour représenter la variation du monde : l'Univers n'est jamais figé, les éléments qui le composent bougent, se transforment et évoluent pour l'observateur qu'est l'homme. Si on considère...).
Le résultat de l'étude ouvre un nouvel
horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en physique, philosophie, littérature, et bien d'autres domaines :) dans l'étude de la dynamique topologique, et offre de nouvelles possibilités pour l'étude des phénomènes complexes, aussi bien sur les aspects fondamentaux de la
recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) physique (La physique (du grec φυσικη) est étymologiquement la science de la nature. Son champ d'application actuel est néanmoins plus restreint : la...) et biologique que dans le développement de logiciels pour prévenir des événements naturels tels que les ouragans.
Illustration: NASA/JSC