L’essor de l’électronique au XXème siècle repose sur la meilleure compréhension de la structure des métaux grâce à la théorie de la mécanique quantique. Dans cette approche, les métaux sont décrits comme un réseau régulier d’atomes entre lesquels les électrons, particules conductrices du courant, se comportent comme une onde. Cette vision est une première description théorique fructueuse mais elle néglige un aspect inhérent aux matériaux du monde réel : le désordre. En effet, les atomes d’un morceau de métal ne sont jamais totalement ordonnés et cet écart à la situation idéale d’un réseau parfait peut être lourde de conséquence ; il a par exemple été montré qu’un trop fort désordre peut rendre un métal isolant (c’est-à-dire incapable de conduire un courant électrique) alors qu’il serait conducteur sans ce désordre. Ces effets jouent donc un rôle important dans la science des matériaux mais relève d’une physique bien plus générale car ils témoignent de la propagation d’une onde dans un milieu désordonné.

Il est en particulier difficile d’observer avec précision ces phénomènes directement dans des métaux mais ils peuvent être étudiés dans d’autres expériences. À ce titre, les expériences d’atomes ultra-froids sont une plateforme de choix pour ces observations. Dans un tel dispositif, une vapeur d’atomes est refroidie par laser jusqu’à ce que leurs propriétés quantiques deviennent prépondérantes. Dans ce régime, les atomes se comportent comme une seule grande onde qui peut être imagée directement, à l’inverse des métaux. Pour mes travaux de thèse, j’utilise justement une expérience d’atomes froids. J’impose à ce nuage d’atomes ultra-froid, en régime « onde », une dynamique chaotique qui reproduit le désordre que je souhaite observer. En mélangeant désordre, ondes et chaos, j’espère mettre en évidence des effets critiques dans mon nuage d’atomes.