Le physicien Stefano Martiniani a conçu une toute nouvelle classe de matériaux qui brouille la frontière entre ordre et chaos. Appelés gyromorphes, ces métamatériaux s'appuient sur une structure géométrique cristalline et un caractère aléatoire semblable à un liquide pour empêcher la lumière de pénétrer sous n'importe quel angle.
Les physiciens pensaient, structurellement parlant, qu’ils ne pouvaient pas créer de tels matériaux hybrides. « Mais c'est la preuve que c'est possible, sous certaines contraintes », déclare Martiniani, de l'Université de New York. Il compare le désordre des gyromorphes à une foule de personnes. On pouvait voir à travers la foule si les individus restaient immobiles en lignes droites, mais pas s'ils étaient regroupés en groupes aléatoires. Mais il y a aussi de l'ordre : où que vous soyez dans une foule gyromorphe, vous verrez un cercle de personnes à une distance donnée.
Les gyromorphes sont un type de métamatériau, une substance dont la structure est conçue pour lui conférer des propriétés que l'on ne trouve pas dans les matériaux naturels. Les métamatériaux peuvent contrôler la lumière, le son ou d’autres ondes et sont souvent utilisés dans les smartphones, l’imagerie médicale et les ordinateurs. Martiniani affirme que les gyromorphes pourraient être utilisés pour fabriquer des ordinateurs optiques plus économes en énergie, qui utilisent la lumière pour traiter et stocker des données.
Pour concevoir un gyromorphe, Martiniani devait trouver un moyen d'atteindre l'équilibre structurel parfait. Il s'est tourné vers FReSCo, un programme créé par son laboratoire qui conçoit des structures moléculaires pour répondre aux spécifications des chercheurs, pour obtenir de l'aide. « Nous avions un algorithme, nous lui avons donné un objectif, puis il a pu atteindre cet objectif, en trouvant une solution à laquelle nous ne nous attendions pas », dit-il. « C'est la meilleure sorte de découverte. »