Les propriétés électroniques des matériaux peuvent être directement influencées par l'absorption de la lumière en moins d'une femtoseconde (10 ^-15 secondes), qui est considérée comme la limite de la vitesse maximale réalisable des circuits électroniques. En revanche, le moment magnétique de la matière n'a pu être influencé jusqu'à présent que par un processus lié à la lumière et au magnétisme et de manière détournée au moyen de champs magnétiques, c'est pourquoi la commutation magnétique prend beaucoup plus de temps et au moins plusieurs centaines de femtosecondes.

Un consortium de chercheurs des instituts Max Planck d'optique quantique et de physique des microstructures, de l'Institut Max Born, à l'Université de Greifswald et à l'Université de technologie de Graz n'ont pu manipuler les propriétés magnétiques d'un matériau ferromagnétique sur une échelle de temps des oscillations du champ électrique de la lumière visible - et donc en synchronisation avec les propriétés électriques - au moyen d'impulsions laser . Cette influence a pu être accélérée d'un facteur 200 et a été mesurée et représentée par spectroscopie attoseconde résolue en temps. Les chercheurs ont décrit leur expérience dans le journal La nature .

La composition du matériau comme critère crucial

En spectroscopie attoseconde, les matériaux magnétiques sont bombardés d'impulsions laser ultra-courtes et influencés électroniquement. "Les éclairs lumineux déclenchent un processus intrinsèque et généralement retardateur dans le matériau. L'excitation électronique se traduit par un changement des propriétés magnétiques, " explique Martin Schultze, qui travaillait jusqu'à récemment à l'Institut Max Planck d'optique quantique à Munich, mais qui est maintenant professeur à l'Institut de physique expérimentale de la TU Graz. En raison de la combinaison d'un ferromagnétique avec un métal non magnétique, la réaction magnétique dans l'expérience décrite, cependant, se produit aussi vite que l'électronique. « Au moyen de la constellation spéciale, nous avons pu optiquement opérer une redistribution spatiale du porteur de charge, ce qui a entraîné un changement directement lié dans les propriétés magnétiques, " dit Markus Münzenberg. Avec son équipe à Greifswald, il a développé et produit les systèmes de matériaux spéciaux.

Schultze est enthousiasmé par l'ampleur du succès de la recherche :« Jamais auparavant un phénomène magnétique aussi rapide n'avait été observé. Grâce à cela, le magnétisme ultrarapide prendra un tout nouveau sens." Sangeeta Sharma, chercheur au Max Born Institute de Berlin qui a prédit le processus sous-jacent à l'aide de modèles informatiques, est impressionné :« Nous en attendons une impulsion de développement significative pour toutes les applications dans lesquelles le magnétisme et le spin des électrons jouent un rôle.

Premier pas vers un magnétisme cohérent

Par ailleurs, les chercheurs montrent dans leurs mesures que le processus observé se déroule de manière cohérente :cela signifie que la nature ondulatoire de la mécanique quantique des porteurs de charge en mouvement est préservée. Ces conditions permettent aux scientifiques d'utiliser des atomes individuels comme supports d'informations au lieu d'unités de matériau plus grandes ou d'influencer les propriétés magnétiques changeantes à l'aide d'une autre impulsion laser spécifiquement retardée, faisant ainsi avancer la miniaturisation technologique. « Concernant les nouvelles perspectives, cela pourrait conduire à des développements fantastiques similaires à ceux du domaine du magnétisme, comme la cohérence électronique en informatique quantique, " dit Schultze avec espoir, qui dirige maintenant un groupe de travail axé sur la physique attoseconde à l'Institut de physique expérimentale.