Gaz de solitons en optique et en hydrodynamique – SOGOOD

Le concept de gaz de solitons a été introduit au niveau théorique en 1971. Dans la construction théorique d'un gaz de solitons dilué, des solitons d'amplitudes et de vitesses aléatoires sont répartis sans recouvrement en des positions aléatoires, à l’image d’un gaz atomique dilué classique. Jusqu'à des observations expérimentales récentes, le gaz de solitons était considéré comme un modèle purement théorique en physique statistique non linéaire.
L'objectif global du projet SOGOOD est de construire une approche interdisciplinaire combinant l'optique, l'hydrodynamique et les simulations numériques pour étudier les propriétés dynamiques, statistiques et thermodynamiques des gaz de solitons.
Le premier objectif du projet SOGOOD est de démontrer que les gaz de solitons peuvent être générés de manière déterministe et qu'ils peuvent être clairement observés dans les expériences d’optique et d’hydrodynamique. Cela ouvrira la porte à l'étude de la validité de la théorie cinétique des gaz de solitons, ce qui représente une question d'importance fondamentale en physique non linéaire. Le deuxième objectif du projet SOGOOD est d'utiliser le concept de gaz de solitons pour examiner le rôle des structures cohérentes apparaissant en turbulence d’ondes.
Le consortium SOGOOD est composé de quatre groupes universitaires (PHLAM-Université de Lille, LHEEA-Ecoles Centrale de Nantes, MSC-Université Paris Diderot, LEGI-Université Grenoble-Alpes) ayant une expertise sur les expériences et la simulation numérique des ondes non linéaires.
Deux types de plates-formes expérimentales : les longs bassins à une et deux dimensions et les fibres optiques seront utilisés de manière complémentaire pour atteindre ces objectifs. Les données hydrodynamiques et les données optiques seront analysées à l'aide d'une technique d'analyse spectrale non linéaire de sorte que les champs d'ondes non linéaires seront décomposés sur la base des modes non linéaires intrinsèques au système d’ondes considéré. L'étude du système par analyse spectrale non linéaire (au lieu de l'analyse de Fourier conventionnelle) représente un changement de paradigme qui sera fortement promu au cours du projet SOGOOD.
Les résultats obtenus devraient être très novateurs et se révéler pertinents pour diverses communautés de chercheurs (expérimentateurs et théoriciens) travaillant dans les domaines de l'optique, de l'hydrodynamique, de la turbulence, de la physique mathématique mais aussi des gaz quantiques.