Pendant des années, les chercheurs ont poursuivi un phénomène étrange :lorsque vous frappez un aimant ultra-mince avec un laser, il se démagnétise soudainement. Imaginez que l'aimant de votre réfrigérateur tombe.

Maintenant, les scientifiques de CU Boulder étudient comment les aimants récupèrent de ce changement, retrouver leurs propriétés en une fraction de seconde.

Selon une étude publiée cette semaine dans Communication Nature , les aimants zappés se comportent en fait comme des fluides. Leurs propriétés magnétiques commencent à former des "gouttelettes, " semblable à ce qui se passe lorsque vous secouez un pot d'huile et d'eau.

Pour le savoir, Ezio Iacocca de CU Boulder, Mark Hoefer et leurs collègues se sont inspirés de la modélisation mathématique, simulations numériques et expériences menées au laboratoire national de l'accélérateur SLAC de l'université de Stanford.

"Les chercheurs ont travaillé dur pour comprendre ce qui se passe lorsque vous faites exploser un aimant, " dit Iacocca, auteur principal de la nouvelle étude et associé de recherche au Département de mathématiques appliquées. « Ce qui nous intéressait, c'est ce qui se passe après que vous l'ayez fait sauter. Comment récupère-t-il ?

En particulier, le groupe s'est concentré sur une période courte mais critique dans la vie d'un aimant - les 20 premiers billions de seconde après un aimant, l'alliage métallique est touché par un court-circuit, laser à haute énergie.

Iacocca a expliqué que les aimants sont, par leur nature, assez organisé. Leurs blocs de construction atomiques ont des orientations, ou "tourne, " qui tendent à pointer dans la même direction, vers le haut ou vers le bas - pensez au champ magnétique de la Terre, qui pointe toujours vers le nord.

Sauf, C'est, quand vous les faites exploser avec un laser. Frappez un aimant avec une impulsion laser suffisamment courte, Iacocca a dit, et le désordre s'ensuivra. Les rotations à l'intérieur d'un aimant ne pointent plus uniquement vers le haut ou vers le bas, mais dans toutes les directions, annulant les propriétés magnétiques du métal.

"Les chercheurs se sont penchés sur ce qui se passe 3 picosecondes après une impulsion laser, puis lorsque l'aimant est revenu à l'équilibre après une microseconde, " dit Iacocca, également chercheur invité au National Institute of Standards and Technology (NIST) des États-Unis. "Entre, il y a beaucoup d'inconnus."

C'est cette fenêtre de temps manquante que Iacocca et ses collègues ont voulu combler. Pour ce faire, l'équipe de recherche a mené une série d'expériences en Californie, dynamitage de minuscules morceaux d'alliages de gadolinium-fer-cobalt avec des lasers. Puis, ils ont comparé les résultats à des prédictions mathématiques et à des simulations informatiques.

Et, le groupe a découvert, les choses sont devenues fluides. Hoefer, professeur agrégé de mathématiques appliquées, s'empresse de souligner que les métaux eux-mêmes ne se sont pas transformés en liquide. Mais les spins à l'intérieur de ces aimants se sont comportés comme des fluides, se déplaçant et changeant d'orientation comme des vagues s'écrasant dans un océan.

"Nous avons utilisé les équations mathématiques qui modélisent ces spins pour montrer qu'ils se comportaient comme un superfluide à ces courtes échelles de temps, " dit Hoefer, co-auteur de la nouvelle étude.

Attends un peu et ces tours errants commencent à s'installer, il ajouta, formant de petits groupes avec la même orientation - en substance, "gouttelettes" dans lesquelles les spires pointent toutes vers le haut ou vers le bas. Attends encore un peu, et les chercheurs ont calculé que ces gouttelettes deviendraient de plus en plus grosses, d'où la comparaison avec l'huile et l'eau qui se séparent dans un bocal.

« À certains endroits, l'aimant recommence à pointer vers le haut ou vers le bas, " Hoefer a déclaré. "C'est comme une graine pour ces grands groupes."

Hoefer a ajouté qu'un aimant zappé ne redevient pas toujours comme avant. Dans certains cas, un aimant peut basculer après une impulsion laser, passer de haut en bas.

Les ingénieurs tirent déjà parti de ce comportement de retournement pour stocker des informations sur le disque dur d'un ordinateur sous la forme de bits de un et de zéro. Iacocca a déclaré que si les chercheurs pouvaient trouver des moyens de faire ce retournement plus efficacement, ils pourraient peut-être construire des ordinateurs plus rapides.

"C'est pourquoi nous voulons comprendre exactement comment ce processus se déroule, " Iacocca a dit, « donc nous pouvons peut-être trouver un matériau qui se retourne plus rapidement. »