Définition du mouvement brownien

Le phénomène physique de mouvement Le brownien fait référence au déplacement erratique des minuscules particules qui sont immergées dans une substance. La découverte de ce phénomène a été réalisée au début du 19ème siècle par un botaniste et médecin écossais, Robert Brown.

Observations du mouvement erratique du pollen

Après analyser le mouvement aléatoire des grains de pollen au sein d'une substance liquide, le scientifique écossais a observé une série de phénomènes :

1) que les trajectoires polliniques étaient continues,

2) que les mouvements du pollen étaient erratiques et apparemment sans rapport les uns avec les autres à des intervalles de temps différents et

3) que les particules de pollen avaient de multiples collisions avec les molécules de la substance liquide.

Une découverte scientifique qui peut être démontrée avec un simple expérience

Si nous remplissons un verre d'eau chaude et un autre d'eau froide et que dans chacun d'eux nous introduisons quelques gouttes de colorant, le résultat obtenu sera très différent: en quelques secondes le contenu du verre chaud aura une couleur homogène, tandis que le verre à eau froide présentera une couleur au fond du Coupe.

Le phénomène se produit pour une raison: plus le Température, plus l'agitation des molécules d'un liquide est importante (à l'inverse, si la température est plus basse, le mouvement des molécules sera réduit).

Les observations de Robert Brown ont fini par être traduites en un modèle mathématique de type stochastique

Un processus stochastique est une collection infinie de variables aléatoires. Ainsi, tout phénomène qui évolue aléatoirement dans le temps peut être mesuré et évalué. Le calcul stochastique est un la discipline des mathématiques qui permettent d'expliquer le mouvement des particules soumises à des forces aléatoires.

Le mouvement brownien est un exemple de processus stochastique simple, mais ce n'est pas Robert Brown qui a expliqué ce phénomène en langage mathématique. Les phénomènes stochastiques ont commencé à être compris à partir des progrès de cinématique, une discipline de la physique orientée vers les objets en mouvement qui ne sont pas soumis à des forces originales. Autrement dit, en cinématique, des mouvements de particules ou d'objets sont décrits mais les causes de ce mouvement sont inconnues.

Ces types de calculs ont de multiples applications, car ils permettent de mieux comprendre le cheminement d'un molécule dans un liquide ou un gaz, la trajectoire d'un animal au cours d'une migration, les variations du cours des actions ou la situation financière d'une entité.

Photo Fotolia: Carloscastilla