Une équipe internationale de chercheurs thaïlandais, les États-Unis et le Japon ont mené une étude approfondie d'un comportement exotique d'un matériau appelé antiferromagnétique non centrosymétrique. L'équipe, surveiller le comportement de propagation des ondes de spin dans un matériau magnétique, a fait part de ses conclusions, qui montrent la première preuve directe des magnons non réciproques.

Un effet de biréfringence circulaire, dans lequel les photons voyageant à l'intérieur d'un certain type de cristal ont des vitesses différentes en fonction de leur polarisation circulaire est assez courant. En d'autres termes, les photons gauchers peuvent voyager plus vite que les photons droitiers. Lorsque cet effet apparaît sous un champ magnétique extérieur fini, c'est ce qu'on appelle l'effet Faraday, dans lequel la polarisation de la lumière tourne au fur et à mesure qu'elle se propage le long du cristal avec l'angle de rotation dépendant linéairement du champ. Il existe des applications utiles de cet effet dans les technologies optiques et photoniques modernes. Les isolateurs optiques utilisent l'effet Faraday, considérant que l'enregistrement magnéto-optique est basé sur sa variante de réflexion, l'effet Kerr.

D'autres systèmes présentent également des comportements qui ressemblent à l'effet de biréfringence circulaire. Dans un matériau magnétique ordonné, une excitation de spin peut également se propager le long du cristal. Cette excitation est appelée un magnon. Similaire aux états de polarisation des photons, les magnons dans un antiferromagnétique ont également deux états distincts :circulaire gauche et circulaire droite. Dans la plupart des matériaux magnétiques, ces deux états ont la même énergie et sont donc indiscernables. Cependant, dans un certain type de matériau magnétique, ces deux états de magnons se comportent différemment en raison d'un manque de symétrie d'inversion spatiale dans la structure cristalline.

Ce phénomène, appelés magnons non réciproques, a été prédit par Hayami et al. Cependant, il n'y a eu aucune observation directe de ces magnons non réciproques jusqu'à ce travail. L'équipe de recherche a réalisé des expériences de diffusion de neutrons sur un monocristal -Cu 2 V 2 O 7 et observé des preuves claires de différentes relations de dispersion énergie-impulsion entre la propagation du magnon circulaire gauche et circulaire droite. Les données expérimentales sont confirmées par des calculs linéaires d'ondes de spin.

Ce nouveau régime de matériaux magnétiques pourrait avoir des applications dans l'électronique à base de magnon (magnétique) comme le transistor à effet de champ à ondes de spin.