De nouvelles recherches ont découvert un lien révolutionnaire entre la lumière et le magnétisme, promettant des progrès révolutionnaires dans les technologies de mémoire contrôlées par la lumière et les capteurs magnétiques. Cette découverte remet en question les connaissances conventionnelles et pourrait avoir un impact significatif sur le stockage de données et la fabrication d’appareils dans plusieurs secteurs. Crédit : Amir Capoue
Des recherches récentes menées à l’Université hébraïque ont découvert un lien jusqu’alors inconnu entre la lumière et le magnétisme. Cette découverte ouvre la voie au développement de technologies de mémoire ultra-rapides contrôlées par la lumière, ainsi que de capteurs pionniers capables de détecter les composants magnétiques de la lumière. Cette avancée devrait transformer les pratiques de stockage de données et la fabrication d’appareils dans plusieurs secteurs.
Le professeur Amir Capua, directeur du laboratoire de spintronique à l’Institut de physique appliquée et de génie électrique de l’Université hébraïque de Jérusalem, a annoncé une avancée majeure dans le domaine des interactions lumière-magnétisme. La découverte inattendue de l’équipe révèle un mécanisme par lequel un faisceau laser optique contrôle l’état magnétique des solides, promettant des applications tangibles dans diverses industries.
Changement de paradigme dans la compréhension
« Cette avancée marque un changement de paradigme dans notre compréhension de l’interaction entre la lumière et les matériaux magnétiques », a déclaré le professeur Capua. «Il ouvre la voie à une technologie de mémoire à grande vitesse contrôlée par la lumière, notamment la mémoire vive magnétorésistive (MRAM), et au développement innovant de capteurs optiques. En fait, cette découverte marque une avancée majeure dans notre compréhension de la dynamique du magnétisme lumineux.
Exploitation des faisceaux optiques pour l’enregistrement magnétique (applications). Crédit : Amir Capoue
La recherche remet en question la pensée conventionnelle en révélant l’aspect magnétique négligé de la lumière, qui reçoit généralement moins d’attention en raison de la réponse plus lente des aimants par rapport au comportement rapide du rayonnement lumineux. Grâce à leur enquête, l’équipe a découvert une nouvelle compréhension : le composant magnétique d’une onde lumineuse oscillant rapidement possède la capacité de contrôler les aimants, redéfinissant ainsi les principales relations physiques. Il est intéressant de noter qu’une relation mathématique élémentaire décrivant la force de l’interaction a été identifiée et relie l’amplitude du champ magnétique de la lumière, sa fréquence et l’absorption d’énergie du matériau magnétique.
Technologies quantiques et matériaux magnétiques
La découverte est étroitement liée au domaine des technologies quantiques et combine les principes de deux communautés scientifiques qui jusqu’à présent se chevauchaient peu : « Nous sommes arrivés à cette compréhension en utilisant des principes bien établis dans le domaine scientifique. l’informatique quantique et les communautés d’optique quantique, mais moins dans les communautés de spintronique et de magnétisme. L’interaction entre un matériau magnétique et un rayonnement est bien établie lorsque les deux sont en parfait équilibre. Cependant, la situation dans laquelle un rayonnement et un matériau magnétique ne sont pas en équilibre a jusqu’à présent été décrite très partiellement. Ce régime de non-équilibre est au cœur des technologies d’optique quantique et d’informatique quantique. De notre examen de ce régime de non-équilibre dans les matériaux magnétiques, tout en empruntant des principes à la physique quantique, nous avons étayé la compréhension fondamentale selon laquelle les aimants peuvent même réagir aux courtes échelles de temps de la lumière. De plus, l’interaction s’avère très significative et efficace. « Nos résultats peuvent expliquer une variété de résultats expérimentaux rapportés au cours des 2 à 3 dernières décennies », explique Capua.
« Cette découverte a des implications considérables, notamment dans le domaine de l’enregistrement de données utilisant la lumière et des nano-aimants », a fait remarquer le professeur Capua. « Cela fait allusion à la réalisation potentielle d’une MRAM à commande optique ultra-rapide et économe en énergie, ainsi qu’à un changement sismique dans le stockage et le traitement de l’information dans divers secteurs. »
De plus, parallèlement à cette découverte, l’équipe a introduit un capteur spécialisé capable de détecter la partie magnétique de la lumière. Contrairement aux capteurs traditionnels, cette conception de pointe offre polyvalence et intégration dans diverses applications, révolutionnant potentiellement la conception de capteurs et de circuits utilisant la lumière de diverses manières.
La recherche a été menée par M. Benjamin Assouline, titulaire d’un doctorat. candidat au Spintronics Lab, qui a joué un rôle essentiel dans cette découverte révolutionnaire. Consciente de l’impact potentiel de leur avancée, l’équipe a déposé plusieurs demandes de brevet connexes.
La recherche a été soutenue par la Fondation israélienne pour la science, le Centre Peter Brojde pour l’ingénierie innovante et l’informatique et le Centre pour les nanosciences et la nanotechnologie de l’Université hébraïque de Jérusalem.
