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L'équipe internationale de chercheurs dirigée par le Laboratoire de magnétisme quantique (LQM) en Suisse et le London Centre for Nanotechnology (LCN), a constaté que le matériau, un sel transparent, n'a pas souffert des complications habituelles d'autres aimants réels, Et a exploité le fait que ce sont les spins quantiques C qui sont comme de minuscules aimants atomiques-interagissent selon les règles des grands aimants à barres. L'étude est publiée dans Science.
Quiconque a joué avec le jouet Magnetic Bar à l'école se souviendra que les pôles opposés s'attirent, alignés parallèlement les uns aux autres lorsqu'ils sont placés bout à bout, et anti-parallèle lorsqu'il est placé adjacent les uns aux autres. Comme les aimants à barres conventionnels sont tout simplement trop gros pour révéler une nature mécanique quantique, et que la plupart des matériaux sont trop complexes pour que les spins interagissent comme de vrais aimants à barres, le sel transparent est le matériau idéal pour voir ce qui se passe au niveau quantique pour une collection dense de minuscules aimants à barres.
L'équipe a pu imager tous les spins dans le sel spécial, constatant que les spins sont parallèles dans des paires de couches, tandis que pour les paires de couches adjacentes, ils sont antiparallèles, comme le seraient de grands aimants de barre placés les uns à côté des autres. L'arrangement de spin est appelé «antiferromagnétique». En revanche, pour les ferromagnétiques tels que le fer, tous les spins sont parallèles.
En réchauffant le matériau à seulement 0.4 degrés Celsius au-dessus du ''zéro'' absolu de température où tout mouvement classique (non quantique) cesse, l'équipe a constaté que les spins perdent leur ordre et pointent dans des directions aléatoires, comme le fait le fer lorsqu'il perd son ferromagnétisme lorsqu'il est chauffé à 870 Celsius, Beaucoup plus élevé que la température ambiante en raison des interactions fortes et complexes entre les spins d'électrons dans ce solide très commun.
L'équipe a également constaté qu'ils pouvaient obtenir la même perte d'ordre en activant la mécanique quantique avec un électroaimant contenant le sel. Ainsi, les physiciens ont désormais un nouveau jouet, une collection de minuscules aimants à barres, qui prennent naturellement une configuration antiferromagnétique et pour lesquels ils peuvent se composer en mécanique quantique à volonté.
''La compréhension et la manipulation des propriétés magnétiques de matériaux plus traditionnels tels que le fer sont bien sûr depuis longtemps la clé de nombreuses technologies familières, des moteurs électriques trop durs dans les ordinateurs numériques'', a déclaré le professeur Gabriel Aeppli, directeur de l'UCL de la LCN.
''Bien que cela puisse sembler ésotérique, il existe des liens profonds entre ce qui a été réalisé ici et les nouveaux types d'ordinateurs, qui reposent également sur la capacité de régler la mécanique quantique pour résoudre des problèmes difficiles, comme la reconnaissance de formes dans les images.''
Quiconque a joué avec le jouet Magnetic Bar à l'école se souviendra que les pôles opposés s'attirent, alignés parallèlement les uns aux autres lorsqu'ils sont placés bout à bout, et anti-parallèle lorsqu'il est placé adjacent les uns aux autres. Comme les aimants à barres conventionnels sont tout simplement trop gros pour révéler une nature mécanique quantique, et que la plupart des matériaux sont trop complexes pour que les spins interagissent comme de vrais aimants à barres, le sel transparent est le matériau idéal pour voir ce qui se passe au niveau quantique pour une collection dense de minuscules aimants à barres.
L'équipe a pu imager tous les spins dans le sel spécial, constatant que les spins sont parallèles dans des paires de couches, tandis que pour les paires de couches adjacentes, ils sont antiparallèles, comme le seraient de grands aimants de barre placés les uns à côté des autres. L'arrangement de spin est appelé «antiferromagnétique». En revanche, pour les ferromagnétiques tels que le fer, tous les spins sont parallèles.
En réchauffant le matériau à seulement 0.4 degrés Celsius au-dessus du ''zéro'' absolu de température où tout mouvement classique (non quantique) cesse, l'équipe a constaté que les spins perdent leur ordre et pointent dans des directions aléatoires, comme le fait le fer lorsqu'il perd son ferromagnétisme lorsqu'il est chauffé à 870 Celsius, Beaucoup plus élevé que la température ambiante en raison des interactions fortes et complexes entre les spins d'électrons dans ce solide très commun.
L'équipe a également constaté qu'ils pouvaient obtenir la même perte d'ordre en activant la mécanique quantique avec un électroaimant contenant le sel. Ainsi, les physiciens ont désormais un nouveau jouet, une collection de minuscules aimants à barres, qui prennent naturellement une configuration antiferromagnétique et pour lesquels ils peuvent se composer en mécanique quantique à volonté.
''La compréhension et la manipulation des propriétés magnétiques de matériaux plus traditionnels tels que le fer sont bien sûr depuis longtemps la clé de nombreuses technologies familières, des moteurs électriques trop durs dans les ordinateurs numériques'', a déclaré le professeur Gabriel Aeppli, directeur de l'UCL de la LCN.
''Bien que cela puisse sembler ésotérique, il existe des liens profonds entre ce qui a été réalisé ici et les nouveaux types d'ordinateurs, qui reposent également sur la capacité de régler la mécanique quantique pour résoudre des problèmes difficiles, comme la reconnaissance de formes dans les images.''
