Une étude, dont les résultats intitulés «Electromagnetic Radiation under Explicit Symmetry Breaking» ont été publiés dans la revue Physical Review Letters, a abouti à la conclusion que les ondes électromagnétiques peuvent être générées non seulement par l’accélération des électrons mais aussi par une brisure de la symétrie du champ électrique.

Rappelons tout d'abord «que la fonction d’une antenne est d’émettre et de capter de l’énergie sous la forme d’ondes électromagnétiques» et que pour qu'elle «donne son efficacité maximale et que l’énergie transférée soit la plus importante, sa longueur doit être arithmétiquement liée à la fréquence de l'onde».

Cependant, dans la pratique, «plus l’antenne est courte, moins elle est efficace», ce qui constitue «l’un des points bloquants de l’électronique moderne, qui tend inexorablement vers la miniaturisation».

Pour tenter de résoudre cette difficulté, l'étude ici présentée a analysé «le comportement de films minces composés de matériaux piézoélectriques (niobate de lithium, nitrure de gallium, arséniure de gallium, etc.)», qui ont la capacité «de se déformer sous l’action d’un champ électrique». Il est ainsi apparu «qu’à une fréquence déterminée (entre 100 MHz et 3 GHz), ces matériaux deviennent non seulement des résonateurs efficaces mais aussi des émetteurs efficaces et peuvent donc servir d’antennes».

L'explication avancée pour expliquer ce phénomène surprenant serait qu'il découlerait d'une «brisure de la symétrie du champ électrique»: plus précisément, «lorsque les charges électriques sont immobiles, le champ électrique est symétrique» alors que «lorsque les couches minces de matériau piézoélectrique sont soumises à une excitation asymétrique, cette symétrie est brisée et un rayonnement électromagnétique est généré».

Cette découverte, liée à «la nature même de l’électromagnétisme», qui pourrait «permettre de rapprocher les théories de l'électromagnétisme classique et de la mécanique quantique», ouvre des perspectives nouvelles pour «la conception d’antennes suffisamment petites pour être installées à l'intérieur de puces électroniques», ce qui conduirait à des «applications dans le secteur des communications», notamment dans le cadre du «développement de l’Internet des objets».