Pourquoi une corde magnétique sonne-t-elle plus grave que prévu ? ✛
Si l'on tend une corde plus fort, elle émet un son plus aigu. Les matériaux magnétiques se comportent de manière similaire : plus le champ magnétique est intense, plus l'aimantation oscille rapidement. Mais dans un cristal d'oxyde de chrome, la fréquence augmentait plus lentement que prévu.
Les scientifiques de l'Université de Tokyo ont utilisé un aimant pulsé qui générait un champ allant jusqu'à 30 teslas en une millième de seconde. Ils ont envoyé une brève impulsion de rayonnement térahertz à travers le cristal et ont observé la fréquence qu'il absorbait. Cette fréquence correspond à la fréquence d'oscillation de l'aimantation.
La différence ne dépendait ni de la température ni de l'inclinaison de l'échantillon. Cela signifie qu'il ne s'agit pas d'une erreur aléatoire. Il semble que le champ intense comprime ou étire légèrement le réseau cristallin, ce qui modifie en retour la rigidité magnétique. Lorsque les physiciens ont pris en compte ce couplage, le calcul a correspondu à l'expérience. Auparavant, le comportement de l'oxyde de chrome dans des champs aussi intenses n'avait pas été étudié, car il est très difficile de combiner un aimant pulsé et une spectroscopie ultrarapide. Désormais, il est clair que pour des calculs précis, il faut tenir compte de la déformation du cristal par le champ.
L'oxyde de chrome Cr₂O₃ est l'un des rares matériaux où l'effet magnétoélectrique linéaire a été prédit et confirmé dès les années 1960. Dans ce travail, le champ de 30 T est créé par une impulsion d'une durée de seulement 1 ms, tandis que l'impulsion térahertz dure environ 1 ps, soit une résolution temporelle un milliard de fois meilleure que la durée du champ.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « Les Enfants d'Icare », des matériaux aux propriétés magnétiques inhabituelles sont mentionnés, mais il n'y a pas d'analogie directe avec la résonance magnétoélastique. Le sujet évoque plutôt l'idée de matériaux « intelligents » qui modifient leurs propriétés sous une contrainte externe, comme dans la science-fiction sur les structures auto-réparantes.