Oui, ça doit être un phénomène physique...
Voici plusieurs hypothèses sur lesquelles on peut cogiter. Et n'hésitez pas à en rajouter. 
1) La gravité : la pesanteur fait baisser l'aiguille.
2) La dilatation : l'essence se contracte avec la baisse de température.
3) L'évaporation : l'essence étant volatile s'envole du réservoir.
Petite réflexions personelles...
1) Vu que l'aiguille de niveau d'essence est pilotée par un dispositif électronique, quand on met le contact, elle devrait se repositionner correctement au niveau transmis par la jauge d'essence. Hypothèse probablement à écarter. 
2) Il est vrai que, les réservoirs étant de part et d'autre du tuyau d'échappements, l'essence a tendance à se réchauffer un peu lors de la conduite. Mais les réservoirs sont également refroidis par l'air circulant en dessous de la voiture, donc ils ne chauffent réellement qu'à l'arrêt... La contraction de l'essence ne devrait pas être remarquable... 
3) Comme précité, les réservoirs chauffent un peu à l'arrêt. Donc quand on se gare, l'essence se réchauffe et sa tension de vapeur augmente également. Comme, contrairement aux modèles US, nous n'aurions pas de module EVAP pour récupérer ces vapeurs, nous perdons une bonne dose d'essence par évaporation jusqu'à ce que les températures soient retombées. À l'équilibre thermique, l'essence s'évapore toujours un peu, mais beaucoup plus lentement. Avez-vous comme moi constaté cette odeur d'essence dans l'habitacle quand vous reprenez votre voiture au petit matin ? Comme je la laisse couramment une semaine complète au garage, je peux vous assurer que c'est plutôt fragrant cette odeur. Ne me dîtes pas que j'ai des fuites... 
Moralité, il vaut mieux gaspiller son essence en la brûlant dans le moteur pour en profiter un max
, plutôt que de la laisser filer dans l'atmosphère...