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En 2022, des physiciens ont décrit un nouveau type de magnétisme : l'altermagnétisme. Dans celui-ci, les électrons ayant des directions de spin différentes se séparent en énergie selon leur direction de mouvement, comme des coureurs qui accélèrent sur une piste et ralentissent sur une autre. Mais le spin n'est pas le seul degré de liberté des particules.

Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont montré que si l'on remplace le spin par une propriété apparentée — le pseudo-spin êta, qui décrit les paires d'électrons dans les supraconducteurs — alors l'altermagnétisme se manifeste également. Pour cela, ils ont utilisé une transformation découverte dans les années 1970 par le physicien japonais Hiroyuki Shiba. Elle relie les modèles avec répulsion et attraction entre particules, comme un traducteur qui raconte la même histoire dans une autre langue. En fin de compte, l'antiferromagnétisme ordinaire se transforme en antiferromagnétisme êta avec un « collage » supraconducteur uniforme des paires et des ondes de densité de charge.

Mais la plus grande surprise attendait dans des réseaux plus complexes. Lorsque les auteurs ont ajouté des sauts anisotropes vers les deuxièmes voisins, la dégénérescence du pseudo-spin êta a été levée — et l'altermagnétisme êta est apparu. Selon la symétrie du réseau (en damier ou en nid d'abeille), la séparation d'énergie prenait la forme d'ondes de différents types : ondes p, ondes d et même ondes f. Les calculs par la méthode de Hartree-Fock-Bogoliubov ont confirmé ces motifs.

Un tel altermagnétisme « par paires » pourrait être détecté par des particularités du courant tunnel ou de la diffusion des neutrons. Si les expériences confirment la théorie, cela donnerait une nouvelle classe de matériaux quantiques où la supraconductivité et l'ordre magnétique sont entrelacés à un niveau fondamental.