réalité subatomique

Des chercheurs font une découverte importante sur le ferromagnétisme

Une équipe de chercheurs japonais vient de réaliser une percée majeure dans le domaine de la physique quantique. Leurs travaux démontrent en effet que le ferromagnétisme, un état ordonné des atomes, peut être provoqué par une augmentation de la motilité des particules, et que les forces répulsives entre les atomes sont suffisantes pour le maintenir. Voici pourquoi c'est important.

Qu’est-ce que le ferromagnétisme ?

Chaque atome d’un matériau ferromagnétique est comme un petit aimant microscopique. Imaginez alors chacun de ces atomes avec son propre nord et son propre sud magnétiques.

Normalement, ces minuscules aimants sont en proie au chaos, pointant dans toutes les directions possibles, rendant leurs effets magnétiques mutuellement insignifiants. C’est un peu comme si une foule de personnes se promenait dans toutes les directions, chacune ayant son propre itinéraire, rendant difficile de discerner une tendance générale.

Cependant, lorsque vous refroidissez ce matériau en dessous d’une température spécifique très froide, appelée température de Curie, quelque chose de magique se produit : chaque personne de cette même foule commence soudainement à suivre le même chemin, comme si elles suivaient un chef de file invisible.

Dans le monde des atomes, cela se traduit par tous les petits aimants s’alignant dans une direction commune. C’est comme si une armée d’aimants se mettait en formation, tous pointant dans la même direction avec un but commun.

Vous venez alors de créer un champ magnétique global. Cette unification des orientations magnétiques crée en effet une aimantation macroscopique que vous pouvez ressentir lorsque vous approchez un objet aimanté à proximité. C’est ce qu’on appelle le ferromagnétisme.

De nombreuses applications

On ne s’en pas forcément compte, mais ce phénomène est à la base de nombreuses technologies modernes et a un impact significatif sur notre vie quotidienne.

Pensez aux aimants sur nos réfrigérateurs, par exemple. Ils sont là, fidèles et puissants, tenant en place des photos, des listes de courses et autres souvenirs. Tout cela est rendu possible grâce à la capacité du ferromagnétisme à maintenir un champ magnétique stable, permettant aux aimants de s’attacher fermement aux surfaces métalliques.

Et que dire de nos haut-parleurs ? Ces merveilles de l’ingénierie audio tirent en effet parti du ferromagnétisme pour produire des sons que nous pouvons entendre et ressentir. Lorsque le courant électrique traverse la bobine d’un haut-parleur, il crée un champ magnétique qui interagit avec un aimant permanent, provoquant le mouvement d’un diaphragme. Ce mouvement génère alors des ondes sonores qui nous enveloppent de musique, de voix et d’effets sonores, donnant vie à nos films, chansons et podcasts préférés.

Les scanners d’IRM sont un autre exemple. Ces dispositifs révolutionnaires exploitent en effet les propriétés magnétiques des tissus corporels pour produire des images détaillées de nos organes, de nos muscles et même de notre cerveau. En appliquant un champ magnétique puissant et des ondes radio, les atomes d’hydrogène dans notre corps s’alignent et émettent des signaux détectés par l’appareil, permettant la création d’images en coupe transversale de notre anatomie interne.

Vous l’avez compris, en comprenant mieux les mécanismes sous-jacents du ferromagnétisme, les scientifiques peuvent donc exploiter cette connaissance pour développer de nouvelles technologies et améliorer celles qui existent déjà.

Cela étant dit, plus récemment, des chercheurs japonais ont fait une découverte qui étend notre compréhension de ce phénomène à des conditions et des mécanismes jusque-là inconnus.

L’ordre naît aussi du mouvement

Comme dit plus haut, traditionnellement, on pensait que le ferromagnétisme pouvait être induit par des températures très froides, où les atomes seraient suffisamment calmes pour s’aligner dans une direction commune. Ici, les scientifiques ont démontré que cet état ordonné des atomes peut également être provoqué par une augmentation de la motilité des particules.

En d’autres termes, lorsque les particules deviennent plus mobiles, les forces répulsives entre les atomes peuvent les organiser dans un état magnétique ordonné.

Cela représente une avancée majeure dans le domaine de la physique quantique, car cela élargit le concept de matière active aux systèmes quantiques.

Notez que la matière active est un état dans lequel des agents individuels s’auto-organisent et se déplacent de manière organisée sans besoin d’un contrôleur externe. Ce concept a été étudié à différentes échelles, de l’échelle nanométrique à l’échelle des animaux, mais son application au domaine quantique était jusqu’ici peu explorée.

Pour ces travaux, l’équipe dirigée par Kazuaki Takasan et Kyogo Kawaguchi, de l’Université de Tokyo, a développé un modèle théorique dans lequel les atomes imitent le comportement des agents de la matière active, comme les oiseaux en troupeau. Lorsqu’ils ont augmenté la motilité des atomes, les forces répulsives entre eux les ont réorganisés dans un état ordonné de ferromagnétisme.

Cela signifie que les spins, le moment cinétique des particules et des noyaux subatomiques, se sont alignés dans une direction, tout comme les oiseaux en troupeau font face à la même direction lorsqu’ils volent.

Image schématique du ferromagnétisme induit par l’activité dans la matière active quantique. Ici, les atomes en mouvement avec des spins présentent l’ordre ferromagnétique (c’est-à-dire s’alignant dans une direction) comme une volée d’oiseaux représentée ci-dessus. Crédits : Takasan et al 2024

Quelles implications ?

Ce résultat, obtenu par une combinaison de simulations informatiques, de théories du champ moyen et de preuves mathématiques, élargit notre compréhension de la physique quantique et ouvre de nouvelles voies de recherche pour explorer les propriétés magnétiques des matériaux à des échelles microscopiques.

Cette découverte pourrait notamment avoir un impact significatif sur le développement de nouvelles technologies basées sur les propriétés magnétiques des particules.

Par exemple, la mémoire magnétique est une technologie largement utilisée dans les dispositifs de stockage de données, tels que les disques durs et les bandes magnétiques. En comprenant mieux les mécanismes qui sous-tendent le ferromagnétisme, les scientifiques pourraient alors concevoir des matériaux magnétiques plus efficaces et plus économes en énergie pour ces applications, ce qui pourrait conduire à des capacités de stockage accrues et à des temps d’accès plus rapides pour les données.

De plus, l’informatique quantique est un domaine en plein essor qui exploite les propriétés quantiques des particules pour effectuer des calculs à une vitesse beaucoup plus rapide que les ordinateurs classiques. Les qubits, les unités de calcul de l’informatique quantique, peuvent être réalisés à l’aide de diverses plateformes, y compris des systèmes magnétiques.

La capacité de contrôler et de manipuler le ferromagnétisme à l’échelle des particules pourrait donc ouvrir de nouvelles voies pour la réalisation et la manipulation de qubits magnétiques, ce qui pourrait contribuer à la réalisation de l’informatique quantique à grande échelle.

Ce ne sont ici que des exemples. Le point à retenir est qu’en comprenant mieux les mécanismes qui sous-tendent ce phénomène, les scientifiques pourraient être en mesure de concevoir des matériaux magnétiques plus efficaces pour beaucoup d’applications.

 

Auteur: Internet

Info: https://www.science-et-vie.com - 5 mai 2024, Brice Louvet, Source : Physical Review Research.

[ électrons ] [ protons ] [ neutrons ]

politique

Quelque défiance qu’elle lui inspire, la démocratie est sortie du sein du libéralisme, c’est le fruit de ses entrailles, et il n’en pouvait naître autre chose. Il aurait beau la renier, c’est l’enfant de sa chair et de son sang, mais un enfant qui, tout en gardant l’empreinte de ses traits, ne lui ressemble guère. Fille indisciplinée, passionnée, remuante, impatiente de toute règle, présomptueuse et arrogante, elle est loin d’écouter docilement les froides leçons de son père ; elle ne se fait pas scrupule d’être rebelle à ses maximes ; elle est portée, en grandissant, à ne voir en lui qu’un mentor gênant. Le libéralisme a découvert peu à peu que, tout en se réclamant à l’occasion du nom de liberté, la démocratie était d’instinct autoritaire, et que, ne pouvant toujours mettre son tempérament d’accord avec le principe de liberté, elle préférait plier ce dernier à son tempérament. Une fois émancipée et investie de la souveraineté, la démocratie s’est presque partout montrée prompte à faire bon marché des solutions libérales, chaque fois qu’elle en croyait apercevoir de plus conformes à ses appétits ou à ses ambitions. Rien de plus simple. Les intérêts ou les penchants, qui avaient d’abord espéré tout gagner à la ruine du principe d’autorité, se sont plus ou moins insurgés contre le principe de liberté, dès qu’ils ne se sont plus flattés d’y trouver leur profit.

Auteur: Leroy-Beaulieu Anatole

Info: Les mécomptes du libéralisme, Revue des Deux Mondes, 3e période, tome 69, 1885

[ incompatibilité ]

femmes-par-femme

Les différents âges de la femme se présentent et s'enfoncent dans la vapeur. Leurs corps s'évanouissent peu à peu. Des corps qui ont donné la vie, subi le bistouri, trimé des décennies derrière leur machine à coudre, planté et déplanté des potagers, émigré, puis sont revenus, qui ont encaissé les coups puis l'abandon de leur mari et de leurs enfants, épuisés, immobiles sur des lits étriqués avec pour seule compagnie le vacillement du téléviseur dans le coin de la pièce et les souvenirs d'amours anciennes. Sous le verre crasseux du dôme, avec ce goutte-à-goutte incessant, ces réminiscences glougloutantes, ce savoir que renferme le corps se propageait par vaguelettes à travers chacune de nous, comme si nous ne formions qu'un seul et unique organisme. Plic, plic, plic. Dans le bassin des dames, nous sommes jeunes et vieilles à la fois.

Auteur: Kassabova Kapka

Info: Élixir

[ bain public ]

culture

Sur un côté du Jardin Botanique, enveloppé d'arômes qui réveillaient ma nostalgie, les amateurs de livres anciens se livraient toujours à leurs recherches. On aurait dit les mêmes qu'il y a des années : des êtres pour lesquels le temps serait resté immobile. Sans doute étaient-ils indifférents à ce qui se passait autour d'eux, encore plus à la femme qui, avec son balluchon au bras, les regardait du trottoir d'en face, indifférents à sa claudication et à sa captivité, indifférents aux cicatrices qui marquaient son dos de femme, à peu de distance de leurs mains avides, avides de livres rares.

Auteur: Carnés Luisa

Info: À la maison

[ privilégiés ]

vernaculaire

Et si j’écris en français, qui est la langue de mon pays, plutôt qu’en latin, qui est celle de mes précepteurs, c’est à cause que j’espère que ceux qui ne se servent que de leur raison naturelle toute pure jugeront mieux de mes opinions que ceux qui ne croient qu’aux livres anciens : et pour ceux qui joignent le bon sens avec l’étude, lesquels seuls je souhaite pour mes juges, ils ne seront point, je m’assure, si partiaux pour le latin qu’ils refusent d’entendre mes raisons pource que je les explique en langue vulgaire.

Auteur: Descartes René

Info: Le discours de la méthode, Librairie générale française, 1973, page 181

[ justification ] [ modernité ]

système philosophique

Et c’est ainsi que, dans la construction de sa physique, Descartes accepte toujours de jouer toute sa philosophie sur n’importe laquelle de ses conclusions : car si l’on prétend attribuer au maillon le plus faible la même force qu’au maillon le plus solide, réciproquement la chaîne entière n’a jamais que la force de son maillon le plus faible. Pari gagné sur le mouvement de la Terre : "Je confesse que, s’il est faux, tous les fondements de ma philosophie le sont aussi." (A Mersenne, fin novembre 1633). Pari perdu sur l’instantanéité de la lumière : "Si on m’en pouvait prouver la fausseté, je serais prêt à confesser que je ne sais rien en philosophie." (A Beeckman, 22 août 1634.) L’important est sans doute que le dogmatisme cartésien devait nécessairement jouer ce jeu fou, puisqu’il voulait l’unité de la chaîne sans rien sacrifier de la spécificité des maillons.

Le jeu a été joué, il a été perdu, et – selon toute vraisemblance – il ne pouvait pas être gagné : il nous a laissés devant l’opposition entre une raison individuelle, puissance de critique, et une pluralité de disciplines sans unité. De ce coup de dés, il reste la tentation d’un jeu qui ne peut pas, selon toute vraisemblance, être gagné : la philosophie, qui consiste à jouer justement contre la vraisemblance. Il en reste aussi un ouvrage, le Discours de la méthode : curieusement, on ne le lit plus guère et il a la réputation d’énoncer des banalités depuis que nul ne se risque sur les chemins qu’il proposait.

Auteur: Beyssade Jean-Marie

Info: Commentaire au Discours de la méthode de René Descartes, Librairie générale française, 1973, page 101

[ épreuve ] [ erreur ] [ critique ]

fille-mère

Avec le temps, j’ai perdu même cette idée confuse de normalité, et aujourd’hui encore je ne sais trop quel lieu représente une mère. Cela me manque comme peuvent manquer la santé, un refuge, une certitude. C’est un vide permanent que je connais mais ne dépasse pas. À trop y penser, la tête m’en tourne. Un paysage désolé, qui ôte le sommeil la nuit et ne laisse que des cauchemars dans les instants épargnés. La seule mère que je n’ai jamais perdue est celle de mes peurs.

Auteur: Pietrantonio Donatella Di

Info: La revenue

[ orpheline ]

peur innée

Les humains, comme on le sait, ont besoin dans l’existence d’une certaine dose de danger pour pouvoir être heureux, faute de quoi ils s’inventent des névroses, des phobies et autres fantaisies dont leur esprit se divertit pour éviter les affres de l’ennui.

Auteur: Uthaug Maren

Info: Une fin heureuse

[ angoisse naturelle ]

thanatopracteurs

Ce que je sais de notre famille (ils sont croque-morts), je le tiens pour l’essentiel de mon grand-père maternel. Quand j’étais petit, je passais souvent la nuit chez lui. Il habitait l’appartement le plus proche du nôtre, où je vivais avec ma mère et Tante Em. La nouvelle génération et l’ancienne se faisaient face depuis que les morts du choléra avaient donné à mes ancêtres les moyens d’acheter le premier logement, avant que ceux de la grippe russe ne viennent nous gratifier du second. Depuis la grippe espagnole, notre famille est propriétaire de l’immeuble entier.

Auteur: Uthaug Maren

Info: Une fin heureuse

[ gagne-pain ] [ profitable ]

pensée-de-femme

L’amour, c’est une maladie mentale, m’a-t-elle dit. Veille à ce que ça ne dure pas. Parce qu’autrement, elle finira par te baiser.

Auteur: Uthaug Maren

Info: Une fin heureuse

[ distanciée ] [ inconscient ]