Un courant électrique ordinaire chauffe les fils – tout le monde le sait, pour avoir touché un chargeur de téléphone. Mais il existe un courant d'une autre sorte : les électrons n'y courent pas en foule dans une même direction, mais tournent de manière synchronisée, comme des patineurs en couple. Cette rotation coordonnée est appelée courant de spin, et elle ne produit presque pas de chaleur.

Une équipe de physiciens a voulu savoir ce qui se passerait si l'on faisait circuler un courant de spin pur dans une fine plaquette – un pont à effet Hall de spin – et qu'on la fermait sur une charge externe, une simple résistance. Ils ont appliqué le principe de moindre dissipation d'énergie (principe variationnel) et calculé comment se répartiraient les courants, les charges et la chaleur. Le résultat a surpris : lorsque la charge était éloignée à une distance nettement supérieure à la longueur de relaxation de spin – le chemin sur lequel la rotation des électrons s'amortit – l'échauffement dans la résistance tombait à zéro. Le courant circulait, mais aucune chaleur n'était dégagée.

C'est comme de l'eau qui coule dans un tuyau sans exercer de pression sur les parois. Toute l'énergie est dépensée non pas en chaleur, mais pour maintenir le courant lui-même – un courant pur, sans charge parasite. Ce régime – un état stationnaire global – s'est révélé être la signature du courant de spin. Un courant ordinaire, où les électrons transportent aussi une charge, ne se comporte pas ainsi.

L'absence de chaleur n'est pas une simple curiosité. Elle signifie que les circuits de spin peuvent être rendus beaucoup plus économes, sans refroidissement encombrant. Le premier maillon d'un tel circuit – la plaquette avec un courant de spin pur – ne chauffe déjà plus la résistance qui le suit, si celle-ci est placée suffisamment loin.