La symétrie des flocons: comment se fait-il que les branches de part et d’autre de l’axe soient presque identiques? On comprend mal, de plus, que chaque flocon soit aussi différent de son voisin qu’une chaîne d’ADN d’une autre. Les expériences en laboratoire, dans des conditions parfaitement contrôlées, ne parviennent pas à expliquer ces mystères de façon satisfaisante. «Le mystère demeure entier même pour la physique moderne», admet M. Côté, qui participe actuellement, au sein du Groupe de physique numérique des matériaux, à d’importants projets en nanotechnologies.
Deux hypothèses sont généralement admises pour expliquer la composition des cristaux formés en haute altitude à partir de la vapeur d’eau à des températures de -10 à -15 °C. La première veut que ces branches soient semblables simplement parce qu’elles évoluent dans le même environnement; aucune loi particulière ne régirait la cristallisation. Selon la seconde, plus pertinente aux yeux de M. Côté, la cristallisation serait en quelque sorte coordonnée par un système interne de communication. On pense principalement à une interaction dans le champ magnétique du cristal.
Par curiosité pour ces questions regorgeant de concepts de physique théorique (mais qui intéressent peu les organismes subventionnaires), Michel Côté a suggéré à un étudiant du Département, Philippe Baucage, de se pencher sur la symétrie des flocons durant un stage de recherche à l’été 2001. L’étudiant a travaillé plusieurs mois sur le sujet et a déposé en mars 2002 un rapport de stage très documenté et fort bien écrit sur la question (voir
). Philippe Baucage, aujourd’hui engagé dans des travaux de maîtrise sur le silicium, a créé des modèles informatiques prédisant l’évolution d’un flocon de neige.
La recherche n’a pas permis de déterminer le processus qui cause la symétrie des cristaux de neige. «Le champ électrique ne peut expliquer ce phénomène de symétrie chez les cristaux de neige lorsqu’on le considère comme conducteur», écrit l’étudiant dans sa conclusion. Malgré ce succès mitigé, il affirme avoir beaucoup appris sur le flocon de neige, ce qui permettrait de «lancer la recherche dans de nouvelles directions».