Un éclair fend le ciel en une fraction de seconde, laissant une trace ramifiée. Au même instant, dans un minuscule cristal supraconducteur refroidi presque au zéro absolu, une avalanche de champ magnétique déferle : de fins doigts d'aimantation transpercent le matériau. Rien, semble-t-il, ne relie un décharge orageuse longue de plusieurs kilomètres à un événement qui se produit sur une fraction de millimètre.
La nouvelle étude montre que la ressemblance va bien plus loin que l'apparence. Les deux phénomènes sont régis par une même équation tridimensionnelle issue de la physique hors équilibre (l'équation de réaction-diffusion-advection). Comme deux orchestres jouant la même partition, la foudre et l'avalanche quantique suivent des règles identiques. Leur ramification, la taille des sursauts et d'autres caractéristiques sont décrites par les mêmes nombres : les exposants critiques. Par exemple, la distribution des tailles d'avalanches suit une loi de puissance avec un exposant d'environ 1.41, et la dimension fractale des canaux est proche de 2.5.
Le plus surprenant est le lien entre le monde quantique et le monde classique. Les chercheurs ont découvert que la cohérence de phase quantique du supraconducteur, habituellement cachée, se manifeste dans les courbures et les torsions des canaux de la foudre. Autrement dit, la géométrie d'un éclair porte l'empreinte de la statistique quantique. Cela ouvre la voie à la modélisation de la foudre naturelle à l'aide de systèmes supraconducteurs de laboratoire, et au développement de nouvelles méthodes pour prédire les décharges dangereuses à partir de signes à peine perceptibles.
L'exposant de 1.41 signifie que les grandes avalanches sont beaucoup plus rares que les petites, mais pas aussi rares qu'on pourrait s'y attendre : c'est une propriété universelle des systèmes dans un état critique, des tremblements de terre aux incendies de forêt.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan-planète engendrait des structures mystérieuses régies par des lois inconnues : nous savons désormais que même la foudre terrestre et les vortex quantiques peuvent être la manifestation d'un code unique de la nature.