Dans un film mince de cobalt et de fer déposé sur un substrat de silicium, un minuscule tourbillon magnétique se forme. Il ne se disperse pas, mais reste en place, comme une goutte d'huile sur une poêle chaude. Mais au lieu de la chaleur, c'est un courant électrique qui le maintient, envoyé à travers un étroit passage large d'une centaine d'atomes.
Ce tourbillon est appelé goutte magnétique. À l'intérieur, l'aimantation est dirigée strictement à l'opposé du champ externe — comme une toupie qui tourne dans l'autre sens. En général, les gouttes ne vivent pas longtemps, mais dans ce dispositif, elles sont stables : des calculs sur superordinateur ont montré que le tourbillon peut exister indéfiniment sans changer de forme.
Lorsque le courant est augmenté, la goutte commence à dériver le long du film. Elle rampe, se déforme, et autour de sa fréquence fondamentale apparaissent des oscillations supplémentaires — comme des harmoniques sur une corde de guitare. En modifiant l'inclinaison du champ magnétique externe, les chercheurs ont fait sortir la goutte de l'étroit passage et l'ont fait ramper sur deux microns — c'est des milliers de fois sa propre taille.
Ces tourbillons errants pourraient devenir la base de minuscules générateurs de signaux hyperfréquences. On sait déjà les placer sur des puces de silicium ordinaires, ce qui signifie que les gouttes magnétiques pourraient un jour apparaître dans les radars, les tomographes médicaux et les systèmes de communication.
La goutte magnétique est plus petite qu'un virus de la grippe, mais elle « respire » à une fréquence d'environ 10 milliards de fois par seconde.