Une poignée de sable sur une table vibrante, c'est comme une foule sur une piste de danse qui garde encore le rythme de l'ancienne chanson pendant une seconde, alors que le DJ a déjà lancé la nouvelle. Des scientifiques ont fait sauter une fine couche de grains sur une plateforme vibrant verticalement et ont brusquement changé l'intensité des vibrations. Juste après le saut, la température des grains – mesure du mouvement désordonné des grains de sable – ne se comportait pas comme elle aurait dû avec la nouvelle intensité. Elle se souvenait de l'ancienne configuration.

Cet effet est appelé mémoire de Kovacs : un système qui subit deux sauts de température, sur le chemin vers l'équilibre, passe par un point où son état coïncide avec l'équilibre, mais ensuite « se ravise » et revient. Dans la couche granulaire, les chercheurs n'ont observé qu'un bref sursaut de cette mémoire – littéralement dans les premiers instants après le changement de vibration. Ensuite, le système devenait amnésique : son comportement n'était déterminé que par la température actuelle, comme si le passé n'avait jamais existé.

Les auteurs ont construit une théorie cinétique qui divise le processus en deux étapes : une rapide, où la mémoire existe encore, et une lente, où elle n'existe plus. La première correspond au régime dit cinétique, la seconde au régime hydrodynamique. La simulation informatique de dynamique moléculaire a confirmé à la fois l'expérience et la théorie. La conclusion principale : dans un tel système, l'effet Kovacs complet est impossible en raison du couplage entre les températures horizontale et verticale – la mémoire disparaît avant que le système ne puisse « se souvenir » de tout.

Une fine couche de sable est un système d'apparence simple, mais elle nous apprend comment les matériaux à mémoire la perdent dans des conditions hors équilibre. C'est important non seulement pour la physique des granulés, mais aussi pour comprendre les verres, les mousses et d'autres milieux où le passé influence le présent.