Dans un article récent publié dans Lettres d'examen physique , des chercheurs du groupe nanomagnétisme de nanoGUNE ont signalé des anomalies jusqu'ici inconnues près des transitions de phase dynamiques (DPT). De telles anomalies n'existent pas dans les transitions de phase thermodynamiques (TPT) correspondantes, et constituent ainsi une différence nette entre les DPT et les TPT, même si leur équivalence était le résultat clé de plus de deux décennies de recherche par de nombreux groupes à travers le monde.

L'étude du comportement dynamique et de la formation de modèles cinétiques dans les systèmes en interaction est importante dans des domaines aussi divers que l'émission laser, la formation de dunes de sable ou l'activité cérébrale. En conséquence, l'étude des phénomènes dynamiques hors d'équilibre est de la plus haute importance, et sa compréhension détaillée repose essentiellement sur des modèles appropriés. L'un de ces modèles est le modèle cinétique d'Ising (kIM) largement utilisé, qui peuvent présenter des types de comportement dynamique qualitativement différents, y compris les transitions de phase dynamiques, malgré sa simplicité. Après plus de deux décennies de recherche utilisant le kIM, un consensus s'est dégagé sur le fait que les propriétés des DPT sont vraiment analogues à celles des TPT. Le nouveau travail de l'équipe nanoGUNE, cependant, ont révélé que ces similitudes entre les transitions de phase dynamiques et thermodynamiques sont beaucoup plus limitées qu'on ne le pensait auparavant.

Étonnamment, les travaux nouvellement publiés ont signalé les écarts les plus importants à se produire lorsque la dynamique est lente. C'est inattendu, parce que la dynamique lente est généralement comprise pour se rapprocher du comportement thermodynamique, et la plupart des études expérimentales des propriétés d'équilibre sont, En réalité, études de dynamique lente, dans lequel les paramètres externes sont modifiés si lentement que le système peut être présumé être arbitrairement proche des conditions d'équilibre thermodynamique. Cependant, le nouveau travail de Riego et al. montre que les DPT lents sont très différents des TPT conventionnels, alors que les DPT rapides présentent la pleine équivalence postulée précédemment aux TPT.

Les auteurs ont étudié via des expériences et des calculs le comportement détaillé d'un système ferromagnétique qui imite le kIM lorsqu'il est soumis à une combinaison d'un champ magnétique oscillatoire d'amplitude H0 et de période P, et un champ de polarisation constant Hb. Quand le champ est balayé rapidement, l'aimantation M du système ne peut pas suivre l'inversion de champ et présente donc une valeur moyenne cyclique non nulle Q=, qui est le paramètre d'ordre de l'état dynamique. Q(P, Les diagrammes Hb ) des DPT ont été supposés équivalents à M(T, H), diagrammes pour les TPT avec T et H étant respectivement la température et le champ appliqué. Concomitamment, les diagrammes de susceptibilité étaient entendus identiques, présentant un seul pic pointu en raison de la divergence de susceptibilité au point critique. Cependant, l'étude détaillée par les chercheurs de nanoGUNE montre maintenant qu'il existe des caractéristiques supplémentaires anormales se produisant pour les DPT dans les cas de transitions de phase dynamiques lentes qui apparaissent comme des bandes latérales de susceptibilité dans l'état paramagnétique, et pour lesquels aucune équivalence n'existe dans les TPT. Pour les DPT rapides uniquement, l'équivalence aux TPT est préservée comme on peut le voir sur la figure.