{"id":53598,"date":"2024-03-04T15:39:53","date_gmt":"2024-03-04T15:39:53","guid":{"rendered":"https:\/\/www.africa-press.net\/centrafricaine\/politique\/lexistence-dun-troisieme-ordre-magnetique-confirmee-par-une-experience"},"modified":"2024-03-04T15:39:53","modified_gmt":"2024-03-04T15:39:53","slug":"lexistence-dun-troisieme-ordre-magnetique-confirmee-par-une-experience","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.africa-press.net\/centrafricaine\/toutes-les-actualites\/lexistence-dun-troisieme-ordre-magnetique-confirmee-par-une-experience","title":{"rendered":"L\u2019existence d\u2019un troisi\u00e8me ordre magn\u00e9tique confirm\u00e9e par une exp\u00e9rience"},"content":{"rendered":"

Africa-Press – CentrAfricaine. <\/strong><\/span>Le phe\u0301nome\u0300ne e\u0301tait passe\u0301 comple\u0300tement inaperc\u0327u. \u00ab\u00a0Sous nos yeux pendant des de\u0301cennies sans que nous nous en rendions compte\u00a0\u00bb, s\u2019exclame le physicien Thomas Jungwirth de l\u2019Acade\u0301mie tche\u0300que des sciences, dans un communique\u0301. Avec une vingtaine d\u2019autres chercheurs tche\u0300ques, suisses, autrichiens et allemands, il vient d’apporter les preuves expe\u0301rimentales d\u2019un nouveau genre de magne\u0301tisme s\u2019ajoutant aux deux grands types identifie\u0301s jusqu\u2019a\u0300 pre\u0301sent: le ferromagne\u0301tisme et l\u2019antiferromagne\u0301tisme.<\/p>\n

Aimants permanents<\/b><\/p>\n

Le ferromagne\u0301tisme est responsable du phe\u0301nome\u0300ne bien connu d\u2019aimantation, observe\u0301 depuis des mille\u0301naires. A l\u2019instar du fer, du nickel ou le cobalt, les mate\u0301riaux ferromagne\u0301tiques sont attire\u0301s en effet par les aimants et s\u2019aimantent eux-me\u0302mes en pre\u0301sence d\u2019un champ magne\u0301tique. Ils peuvent conserver une partie de cette aimantation me\u0302me si le champ exte\u0301rieur disparait, devenant ainsi des aimants permanents comme ceux accroche\u0301s sur nos re\u0301frige\u0301rateurs.<\/p>\n

Cette proprie\u0301te\u0301 s\u2019explique par des processus \u0153uvrant a\u0300 l\u2019e\u0301chelle microscopique \u2013 le comportement des e\u0301lectrons constitutifs des atomes notamment. Outre leur charge e\u0301lectrique, ces particules sont caracte\u0301rise\u0301es par une grandeur purement quantique appele\u0301e \u00ab\u00a0spin\u00a0\u00bb. Sans e\u0301quivalent en physique classique, elle peut e\u0302tre compare\u0301e a\u0300 un minuscule aimant en rotation sur lui-me\u0302me. \u00ab\u00a0De la me\u0302me fac\u0327on qu’un aimant posse\u0300de un po\u0302le nord et un po\u0302le sud, le spin posse\u0300de une orientation vers le haut (up) ou vers le bas (down)\u00a0\u00bb, rappelle le CEA. Or dans les mate\u0301riaux ferromagne\u0301tiques, les spins pointent tous dans la me\u0302me direction. Donc leurs effets s\u2019additionnent, cre\u0301ant un champ magne\u0301tique d\u2019une certaine intensite\u0301 a\u0300 l\u2019e\u0301chelle macroscopique.<\/p>\n

Protection contre les mines magne\u0301tiques<\/b><\/p>\n

De\u0301couverts dans les anne\u0301es 1930 par le physicien franc\u0327ais Louis Ne\u0301el, les mate\u0301riaux antiferromagne\u0301tiques ont, pour leur part, une aimantation totale nulle. Car si les spins des e\u0301lectrons sont eux aussi aligne\u0301s, ils sont oriente\u0301s dans des directions antiparalle\u0300les et par conse\u0301quent s\u2019annihilent. C\u2019est le cas, notamment, du chrome, de l\u2019oxyde de mangane\u0300se ou de l\u2019oxyde ferreux qui ne peuvent e\u0302tre aimante\u0301s.<\/p>\n

Pendant la Seconde Guerre mondiale par exemple, ce type de mate\u0301riaux a permis de prote\u0301ger les coques de navires des mines magne\u0301tiques rampantes. Il existe certes d\u2019autres ordres magne\u0301tiques possibles \u2013 dans les mate\u0301riaux dits diamagne\u0301tiques (cuivre, argent, etc.) ou paramagne\u0301tiques (aluminium, lithium…) notamment. Mais ces agencements se manifestent uniquement en pre\u0301sence d\u2019un champ magne\u0301tique exte\u0301rieur: ils ne correspondent pas a\u0300 un ordre magne\u0301tique spontane\u0301 a\u0300 l\u2019instar du ferromagne\u0301tisme et de l\u2019antiferromagne\u0301tisme.<\/p>\n

Pre\u0301dictions the\u0301oriques<\/b><\/p>\n

En 2019, une e\u0301quipe de chercheurs (dont faisait partie Thomas Jungwirth) pre\u0301dit l\u2019existence d\u2019une structure de spin tre\u0300s e\u0301trange dans un cristal inorganique de couleur noire, le dioxyde de ruthe\u0301nium. Celui-ci e\u0301tait conside\u0301re\u0301 jusqu\u2019alors comme un antiferromagne\u0301tique. Mais les calculs sugge\u0300rent qu\u2019il devrait se comporter comme un mate\u0301riau ferromagne\u0301tique lorsqu\u2019il est soumis a\u0300 un courant e\u0301lectrique, sans avoir pour autant une aimantation permanente. Impossible, donc, de le ranger dans l\u2019une des deux grandes cate\u0301gories existantes !<\/p>\n

Syme\u0301trie de rotation<\/b><\/p>\n

Trois ans plus tard, ces physiciens proposent une explication. Les proprie\u0301te\u0301s paradoxales du dioxyde de ruthe\u0301nium re\u0301sulteraient, selon eux, d\u2019une combinaison spe\u0301cifique de la disposition des spins et des syme\u0301tries cristallines. Les spins seraient certes alterne\u0301s, d\u2019ou\u0300 l\u2019aimantation nulle. Mais contrairement a\u0300 ce qu\u2019on observe dans les ferromagne\u0301tiques, ils seraient relie\u0301s par une syme\u0301trie de rotation et non de translation ou d\u2019inversion. Un atome sur deux, autrement dit, pivoterait de 90\u00b0 et son spin de 180\u00b0.<\/p>\n

Ce nouveau type de magne\u0301tisme alors est qualifie\u0301 d\u2019\u00a0\u00bbaltermagne\u0301tisme\u00a0\u00bb. Selon les pre\u0301dictions des chercheurs, plus de 200 compose\u0301s pourtant connus et de\u0301ja\u0300 largement e\u0301tudie\u0301s seraient re\u0301gis par ce troisie\u0300me type d\u2019ordre magne\u0301tique. Ils appartiendraient a\u0300 des familles tre\u0300s diverses de mate\u0301riaux allant des isolants aux semi-conducteurs en passant par les me\u0301taux ou les supraconducteurs.<\/p>\n

Structure de spin<\/b><\/p>\n

Il restait ne\u0301anmoins a\u0300 apporter les preuves expe\u0301rimentales. Et c\u2019est gra\u0302ce a\u0300 la lumie\u0300re synchrotron extre\u0302mement intense de l\u2019Institut Paul Scherrer, en Suisse, que les syme\u0301tries de spin pre\u0301vues par les the\u0301oriciens ont pu e\u0302tre de\u0301voile\u0301es. L\u2019e\u0301quipe europe\u0301enne a sonde\u0301, pour cela, des cristaux de tellurure de mangane\u0300se, conside\u0301re\u0301s depuis longtemps comme un mate\u0301riau ferromagne\u0301tique mais qui correspondent en re\u0301alite\u0301 a\u0300 des \u00ab\u00a0alteraimants\u00a0\u00bb.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Gra\u0302ce a\u0300 la haute pre\u0301cision et a\u0300 la sensibilite\u0301 de nos mesures, nous avons pu de\u0301tecter le fractionnement alterne\u0301 caracte\u0301ristique des niveaux d\u2019e\u0301nergie correspondant a\u0300 des e\u0301tats de spin oppose\u0301s et ainsi de\u0301montrer que le tellurure de mangane\u0300se n\u2019est ni un antiferromagne\u0301tique conventionnel ni un ferromagne\u0301tique conventionnel, mais appartient a\u0300 la nouvelle branche altermagne\u0301tique des mate\u0301riaux magne\u0301tiques\u00a0\u00bb, se re\u0301jouit Juraj Krempasky, premier auteur de l’e\u0301tude.<\/p>\n

Nouvelles me\u0301moires magne\u0301tiques<\/b><\/p>\n

Ces travaux pourraient avoir des re\u0301percussions majeures dans les nouvelles techniques de stockage de l\u2019information \u2013 en particulier la \u00ab\u00a0spintronique\u00a0\u00bb de\u0301couverte a\u0300 la fin des anne\u0301es 1980 par le Franc\u0327ais et prix Nobel de physique Albert Fert. Alors que l\u2019e\u0301lectronique conventionnelle utilise uniquement la charge e\u0301lectrique des e\u0301lectrons pour enregistrer des donne\u0301es, la spintronique tire profit aussi de leur spin et des e\u0301tats up et down dans lesquels ils peuvent se trouver.<\/p>\n

De\u0300s les anne\u0301es 1990, cette technique a permis de lire des informations code\u0301es a\u0300 des e\u0301chelles bien plus petites qu\u2019auparavant, augmentant d\u2019un facteur 1000 les capacite\u0301s de stockage des disques durs et les rendant plus e\u0301conomes en e\u0301nergie. D\u2019autres applications, tels des capteurs de champ magne\u0301tique pour l\u2019industrie automobile ou le secteur biome\u0301dical, ont e\u0301te\u0301 e\u0301galement e\u0301labore\u0301es.<\/p>\n

Le meilleur des deux <\/b><\/p>\n

Le de\u0301veloppement encore plus large de la spintronique est entrave\u0301 ne\u0301anmoins par les mate\u0301riaux ferromagne\u0301tiques utilise\u0301s. Ceux-ci permettent de manipuler assez facilement le spin des e\u0301lectrons. Mais l\u2019aimantation macroscopique qui en re\u0301sulte empe\u0302che des applications a\u0300 des e\u0301chelles relativement grandes. Depuis quelques anne\u0301es, les chercheurs s\u2019inte\u0301ressaient donc de plus en plus aux mate\u0301riaux antiferromagne\u0301tiques.<\/p>\n

Avec l\u2019espoir de be\u0301ne\u0301ficier de l\u2019absence d\u2019une magne\u0301tisation nette, me\u0302me si la manipulation des spins devient alors beaucoup plus complexe. Les alteraimants apparaissent ainsi comme des mate\u0301riaux tre\u0300s prometteurs pour la spintronique, puisqu\u2019ils re\u0301unissent le meilleur des deux autres types de magne\u0301tisme et des proprie\u0301te\u0301s que les physiciens pensaient incompatibles jusqu\u2019a\u0300 pre\u0301sent.<\/p>\n

Pour plus d’informations et d’analyses sur la CentrAfricaine<\/a>, suivez Africa-Press<\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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