Les champs magnétiques élevés ont le potentiel de modifier l'arrangement microscopique des moments magnétiques car ils surmontent les interactions existant dans un champ nul. D'habitude, des champs élevés dépassant une certaine valeur critique forcent les moments à s'aligner dans la même direction que le champ, conduisant à un arrangement ferromagnétique. Cependant, une étude récente a montré que ce n'est pas toujours le cas. Les expériences ont eu lieu sur l'aimant à champ élevé de la source de neutrons BER II de HZB, qui génère un champ magnétique constant allant jusqu'à 26 Tesla. C'est environ 500, 000 fois plus fort que le champ magnétique terrestre. D'autres expériences avec des champs magnétiques pulsés jusqu'à 45 Tesla ont été réalisées au Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR).

Les physiciens ont examiné les cristaux d'U 2 PD 2 Dans, qui forment une classe spéciale de solides (systèmes Shastry-Sutherland). Les interactions entre les atomes d'uranium magnétiquement actifs sont assez complexes dans cette structure, principalement en raison des orbitales 5f étendues des électrons les plus externes de l'uranium dans un solide. Ces électrons 5f sont également porteurs du moment magnétique dans le matériau.

En utilisant la diffraction des neutrons dans des champs puissants, ils ont découvert une structure magnétique modulée non colinéaire inhabituellement compliquée au-dessus d'un champ magnétique critique. La cellule unitaire magnétique est vingt fois plus grande que l'unité cristallographique, contenant 80 moments magnétiques. Une telle structure est une conséquence de la compétition entre différentes interactions fortes et le domaine appliqué. "Nos résultats sont importants pour deux raisons, " Dit le Dr Karel Prokes (HZB). " Tout d'abord, ils montrent que la phase induite par le champ n'est pas ferromagnétique et que l'augmentation de l'aimantation aux champs élevés est probablement due à une rotation progressive des moments U vers la direction du champ, une constatation qui pourrait être pertinente pour de nombreux autres systèmes ; et deuxieme, ils peuvent aider à développer des théories plus précises traitant des systèmes d'électrons 5f."