Le terme « transport quantique » peut évoquer des images d’une fantastique option de déplacement futuriste. En physique de la matière condensée, il s’agit cependant d’un concept fondamental de l’hydrodynamique des électrons dans les matériaux solides et fluides.
Des études récentes sur les isolants magnétiques contenant du fer dans des systèmes ultra-propres ont attiré une attention croissante sur le comportement hydrodynamique des « magnons » (quasi-particules magnétiques) et sur leurs fortes interactions avec d’autres particules. Des études sur les magnons dissipés et les courants thermiques ont montré un écart significatif par rapport aux attentes basées sur la « loi magnétique Wiedmann-Franz » standard.
Aujourd’hui, une équipe de chercheurs dirigée par l’Université de Kyoto et l’Institut Kavli des sciences théoriques de Pékin a formulé un nouvel ensemble d’équations qui pourraient prédire cette différence entre les courants conventionnels transportés par les magnons dans un milieu magnétique. L’article intitulé « Décomposer la loi magnonique de Wiedemann-Franz en régime hydrodynamique », publié dans Lettres d’examen physique.
« Cette rupture de la loi magnonique WF provient très probablement de la différence dans les processus de relaxation entre les courants de spin et de chaleur », explique le premier auteur Ryotaro Sano de la Graduate School of Science de KyotoU.
L’équipe de Sano postule que le transport hydrodynamique des magnons offre un potentiel plus élevé que celui des électrons conventionnels sans interaction. Cette hypothèse s’accompagne de l’anticipation d’un changement des propriétés de transport des magnons, montrant des traits hydrodynamiques et facilitant la détection des fluides des magnons.
« L’observation directe des fluides magnon est un problème permanent en raison de l’incapacité technique à sonder les caractéristiques des échelles de temps et de longueur », ajoute Mamoru Matsuo de KITS, « mais nous espérons que nos résultats deviendront une preuve clé d’un comportement hydrodynamique émergent du magnon. , conduisant à l’observation directe des fluides magnons.
« Les magnons dans les matériaux magnétiques pourraient un jour remplacer les électrons en tant que support d’information privilégié utilisé dans les technologies informatiques et de traitement de l’information de nouvelle génération », prédit Sano.
Plus d’information:
Ryotaro Sano et al, Briser la loi magnonique de Wiedemann-Franz dans le régime hydrodynamique, Lettres d’examen physique (2023). DOI : 10.1103/PhysRevLett.130.166201