Les chercheurs de l’Université de Nottingham ont ajouté un nouveau chapitre à l’histoire du magnétisme. Leur découverte de l’altermagnétisme, un phénomène qui défie les conventions de la physique, semble promettre une redéfinition complète de notre compréhension des interactions magnétiques et ouvrir de nouvelles voies dans l’exploration des matériaux supraconducteurs.
Altermagnétisme : voici ce qu’ils ont découvert sur le magnétisme différent de tout ce que vous avez étudié
Mais qu’est-ce exactement que l’altermagnétisme ? Pour le comprendre pleinement, il est nécessaire de faire un pas en arrière et de considérer les formes de magnétisme déjà connues.
Le ferromagnétisme, responsable de l’attraction entre les aimants communs, se produit lorsque les moments magnétiques s’alignent dans la même direction, comme des soldats en marche. L’antiferromagnétisme, en revanche, présente une disposition alternée, avec les moments magnétiques adjacents pointant dans des directions opposées.
L’altermagnétisme, comme le suggère le nom, introduit une nouvelle dimension dans ce panorama. Dans un matériau altermagnétique, chaque moment magnétique s’oriente en opposition à son voisin, mais avec une subtile torsion.
Cette configuration particulière confère aux altermagnétiques une combinaison unique de propriétés : la stabilité et la promptitude des antiferromagnétiques et la flexibilité et contrôlabilité des ferromagnétiques.
Mais pourquoi cette découverte est-elle importante pour la supraconductivité ? Tout réside dans une de ses propriétés uniques : la violation de l’invariance temporelle. En termes simples, si l’on « rembobine la bande » d’un système physique qui respecte l’invariance temporelle, le système se comportera exactement comme lorsqu’il avançait dans le temps. De nombreux phénomènes physiques, comme le mouvement d’un pendule ou les orbites des planètes, ont cette symétrie.
Cependant, les altermagnétiques semblent faire exception. Lorsque le temps est inversé, leur comportement magnétique change. Cette asymétrie temporelle est extrêmement rare dans la nature et pourrait être la clé pour comprendre la relation entre magnétisme et supraconductivité.
Les supraconducteurs sont des matériaux qui conduisent l’électricité sans aucune résistance, mais leur fonctionnement est étroitement lié à certaines symétries de la physique. Jusqu’à présent, il y avait un « maillon manquant » dans notre compréhension de la façon dont le magnétisme et la supraconductivité pouvaient coexister et interagir. L’altermagnétisme, avec son asymétrie temporelle inhabituelle, pourrait combler cette lacune.
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08234-x
