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De minuscules particules imitent des aimants : nouvelle découverte en physique quantique

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Une nouvelle étude révèle une manière fascinante de faire agir de minuscules particules comme des aimants, même sans forces magnétiques. Cette avancée provient de l'étude de particules très petites qui suivent des règles quantiques, différentes des règles de la vie quotidienne.

Des chercheurs de l'Université de Tokyo et de RIKEN au Japon ont examiné des particules spéciales appelées "bosons à cœur dur" qui sautent et interagissent dans des chaînes unidimensionnelles. Ils ont découvert que lorsque ces particules se déplacent d'une certaine manière, elles commencent à se comporter comme des aimants. Ce mouvement, appelé "activité", fait en sorte que les particules s'alignent les unes aux autres, de la même manière que les atomes de fer s'alignent dans un aimant.

Ce qui est incroyable, c'est que ce comportement magnétique apparaît même si les particules ne cherchent pas naturellement à s'aligner. Les scientifiques ont montré que l'énergie du système est plus élevée pour des arrangements aléatoires de particules mais reste constante pour les arrangements alignés (magnétiques), rendant l'état aligné plus stable. Cela est semblable à la façon dont les oiseaux dans un vol se déplacent tous ensemble pour économiser de l'énergie et éviter les prédateurs.

Cette découverte est importante parce qu'elle montre une nouvelle manière dont le magnétisme peut apparaître dans les systèmes quantiques. Cela pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre comment les minuscules particules interagissent et mener à de nouvelles technologies basées sur la mécanique quantique. Imaginez de minuscules aimants quantiques qui pourraient être utilisés dans des ordinateurs super rapides ou de nouveaux types de capteurs !

Le travail des chercheurs ouvre des possibilités passionnantes pour explorer comment l'activité peut créer de l'ordre dans les systèmes quantiques, ce qui constitue un pas en avant dans la compréhension du monde étrange et merveilleux de la physique quantique.

American Physical Society, 2024; doi: 10.1103/PhysRevResearch.6.023096