Deux étudiants de premier cycle du Yale-NUS College font partie d'une équipe de recherche qui a conclu que deux modèles mathématiques différents, qui décrivent le même phénomène physique, sont essentiellement équivalents. La découverte pourrait avoir des implications pour les futures recherches sur la magnétorésistance et ses applications pratiques dans une large gamme de dispositifs électroniques. Après avoir implémenté les deux modèles différents de magnétorésistance sous forme de simulations informatiques, Lai Ying Tong, 21, et Silvia Lara, 22, ont constaté que les deux simulations produisaient des résultats similaires dans des conditions identiques. La magnétorésistance est un phénomène physique où la résistivité électrique d'un matériau change lorsqu'il est soumis à un champ magnétique. La recherche a été publiée dans la revue à comité de lecture Examen physique B en décembre 2017.
Les deux étudiants de premier cycle de Yale-NUS ont travaillé sur le projet sous le mentorat du professeur agrégé Shaffique Adam du Yale-NUS College et du département de physique de la faculté des sciences de l'Université nationale de Singapour (NUS), et professeur agrégé Meera Parish de l'Université Monash. Ils étaient guidés par Navneeth Ramakrishnan, un étudiant à la maîtrise au département de physique de la faculté des sciences NUS et du centre NUS pour les matériaux 2D avancés, qui a vérifié leurs résultats et a écrit le papier. Les résultats ont fourni un cadre théorique unifié pour comprendre un phénomène connu sous le nom de « magnétorésistance insaturée linéaire », ainsi que des prédictions claires sur la façon de manipuler l'effet. Avant leurs recherches, deux modèles mathématiques théoriques distincts avaient été proposés pour décrire le fonctionnement du phénomène :le modèle Random Resistance Network (RRN) et le modèle Effective Medium Theory (EMT). Les empiristes explorant la magnétorésistance se réfèrent généralement à l'un ou l'autre de ces deux modèles pour contextualiser leurs expériences, mais ne fournissent pas une comparaison détaillée entre les théories et leurs résultats expérimentaux. Cette dernière découverte non seulement unifie les deux théories existantes, mais valide également que ces théories sont des descriptions précises qui correspondent aux données expérimentales.
Les résultats ont un impact direct sur les futures recherches sur la magnétorésistance, qui a des applications pratiques dans une large gamme d'appareils électroniques, tels que les capteurs de vitesse, téléphones portables, machines à laver, et ordinateurs portables. Les principes de la magnétorésistance sont actuellement utilisés dans le stockage à mémoire magnétique dans les disques durs, et certaines entreprises visent à produire des magnétomètres sensibles - des appareils qui mesurent les champs magnétiques - pouvant fonctionner à température ambiante. Il s'agit d'une industrie d'un milliard de dollars qui prend en charge des applications dans de nombreux aspects de la vie quotidienne, allant des avertissements de collision automobile à la détection de l'épuisement des feux de circulation.
Mme Lai et Mme Lara ont commencé cette recherche en tant que projet de recherche d'été au cours de leur première année d'études de premier cycle, sous la direction de Assoc Prof Adam, qui fait également partie du Center for Advanced 2D Materials de NUS. Assoc Prof Adam a souligné les rôles des deux étudiants dans la recherche, notant qu'ils ont passé en revue la littérature existante, implémenté les modèles mathématiques dans l'environnement logiciel standard de l'industrie MATLAB, ainsi que exécuté les simulations et les analyses subséquentes. Les étudiants ont également présenté les résultats de la recherche lors de conférences internationales, comme la réunion de mars 2017 de l'American Physical Society.
Le Yale-NUS College a financé les étudiants de premier cycle pour travailler sur ce projet. « Ce niveau d'engagement au premier cycle, non seulement dans la recherche, mais dans la formation de la direction du travail est extrêmement rare. À Yale-NUS, les étudiants en sciences peuvent participer activement à de telles recherches très tôt dans leur expérience d'apprentissage, " a déclaré le professeur Assoc Adam.
