Le physicien Dr Anxo Biasi de l'Institut galicien de physique des hautes énergies pense avoir découvert quelque chose d'aussi insaisissable pour sa discipline que les phénomènes quantiques : l'équation du mouvement des chats. Ou, plus précisément, la façon dont les chats se comportent en présence d'un humain.
Erwin Schrödinger a apporté deux contributions majeures à la physique : l’équation d’onde et un chat quantique en superposition. Felis catus est depuis lors inextricablement lié à la physique avancée (même si certains soutiennent que ce lien remonte à bien plus loin, à notre fascination collective pour la rapidité avec laquelle les chats retombent toujours sur leurs pattes).
Il semble que ce lien ait atteint son apogée avec l’attribution du prix Ig Nobel pour la découverte que les chats peuvent être à la fois liquides et solides. Cependant, Biasi estime qu’il reste encore beaucoup à faire sur le sujet. « Cet article vise à rendre la physique accessible aux non-spécialistes en offrant un exemple agréable à travers lequel il est possible de comprendre plusieurs concepts de la mécanique classique », a-t-il écrit dans un communiqué. « À cette fin, j’ai construit une équation qui modélise le comportement d’un chat en présence d’un humain, le premier étant considéré comme une particule ponctuelle se déplaçant dans un potentiel induit par l’humain. »
Bien qu'il ait fait appel à des amis familiers avec le comportement félin, l'ouvrage se base principalement sur les observations d'un seul chat, Emme, qui partage un foyer avec Biasi. Il part de l'hypothèse suivante : « Les chats se comportent comme s'ils percevaient une force autour d'un humain », puis identifie sept schémas dans les mouvements d'Emme qu'il décrit.
Cependant, le chercheur place présomptueusement l'humain au centre de la modélisation, définissant sa position comme x=0 et la position du chat comme x. Si m est la masse du chat et ϵ le coefficient de traînée de fatigue du chat, Biasi part de la formule de base :
md2x/dt2 = – dV(δ)cat(x)/dx – ϵdx/dt.
À partir de là, il a utilisé ses observations des modèles d'Emmet pour ajouter des facteurs de complication à la formule, tels que le ronronnement et les explosions d'énergie nocturnes.
Biasi explique : « Cela a commencé comme une idée ludique pour le 1er avril […] Mais je me suis vite rendu compte que l'équation que j'avais créée pouvait être très utile aux étudiants en physique. »
Le ronronnement du chat est l’occasion de démontrer la physique d’un système auto-renforçant. Biasi affirme par exemple : « On suppose que lorsqu’un chat est caressé et commence à ronronner, les gens ont tendance à ressentir le besoin de continuer à le caresser, renforçant ainsi la stabilité du processus. » Qui sait combien de personnes ont été retardées dans des tâches importantes – peut-être même lors de percées majeures en physique – par l’attraction moralement, voire physiquement inébranlable d’un chat ronronnant sur leurs genoux ?
Biasi estime que s'asseoir sur les genoux et cinq autres comportements, dont ne pas répondre aux appels, être distrait et se cogner la tête, relèvent de la gamme des basses énergies. Cependant, les poussées nocturnes (également appelées périodes d'activité aléatoire frénétique, ou PFSA) impliquent un état d'énergie plus élevé. La PFSA ne peut être modélisée qu'en introduisant une fonction aléatoire, car, avouons-le, même un chat ne sait pas ce qui va se passer. Biasi ajoute un terme supplémentaire, σf(t), pour tenir compte de cela, en traitant les mouvements d'un chat agrandi comme un processus stochastique, en utilisant la méthode d'Euler-Maruyama, qui est également utilisée pour modéliser le mouvement brownien.
Il y a néanmoins quelques éléments à propos de cette œuvre qui méritent d’être soulignés.
D’une part, Biasi est cité comme l’unique auteur de l’article. Où est Aimé ? Même les remerciements disent : « L’auteur remercie son chat d’être une source d’inspiration », ce qui est un retour en arrière regrettable à l’époque où les auteurs remerciaient leur femme pour son travail sans la mentionner par son nom.
Biasi note que sa modélisation est entièrement classique, le chat étant considéré comme « une particule ponctuelle obéissant à la mécanique newtonienne ». Et compte tenu du comportement quantique établi des chats, cela semble être une simplification sérieuse, même dans le cas improbable où un chat obéirait aux lois de quiconque, y compris celles de Newton. Pour être juste, Biasi reconnaît que ses équations « ne sont pas universelles, et que certains chats peuvent présenter une version plus faible de certaines d’entre elles ». Il affirme également que son travail peut « reproduire le comportement caractéristique des chats », de sorte que ceux qui sont capables de comprendre ses équations et qui ont un chat à observer peuvent juger de leur exactitude par eux-mêmes.
Photo d'illustration par Pixabay : https://www.pexels.com/photo/chaton-blanc-et-gris-sur-textile-a-motif-leopard-marron-et-noir-45201/
