Conditions extrêmes de pression et champ magnétique

Publié par Redbran le 29/03/2017 à 00:00
Source: CEA
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CC0 Public domain
Une équipe de l'Inac a développé une cellule de haute pression permettant des mesures dans des conditions exceptionnelles de température et de champ magnétique. Cet outil puissant permet d'explorer des états de la matière jusque-là inaccessibles et d'étudier en particulier des supraconducteurs à haute température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) ou des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) "topologiques" qui laissent entrevoir des applications possibles en calcul quantique.

Les mesures sous pression dans un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux...) statique (Le mot statique peut désigner ou qualifier ce qui est relatif à l'absence de mouvement. Il peut...) ne présentent pas de difficulté particulière, mais le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) maximum reste limité (record mondial de 45 teslas). La technique des champs magnétiques pulsés permet de dépasser cette limite (record voisin de cent teslas) sur un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) court, inférieur à la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...). Or introduire une cellule de pression dans un champ magnétique pulsé n'est pas simple parce que des courants de Foucault (On appelle courants de Foucault les courants électriques créés dans une masse conductrice, soit...) sont alors induits dans tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) élément métallique, entraînant un échauffement et des forces de Lorentz considérables. Aucun instrument permettant de telles mesures en routine n'existait jusque-là.

Les chercheurs de l'Inac ont mis au point une cellule de pression autorisant des mesures de résistivité (La résistivité d'un matériau, généralement symbolisée par la lettre...) en champ magnétique pulsé jusqu'à 60 teslas, sous pression jusqu'à 4 gigapascals (40 kilobars), et à des températures aussi basses que 1,5 kelvin (Le kelvin (symbole K, du nom de Lord Kelvin) est l'unité SI de température...).

Une première étude a permis d'établir le diagramme de phases en température, champ magnétique et pression (T,H,p) d'un système antiferromagnétique (CeRh2Si2) et de comparer les transitions de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) quantiques lorsque l'ordre antiferromagnétique est détruit par la pression, par le champ magnétique ou par une combinaison (Une combinaison peut être :) des deux.

Ce travail a été mené en collaboration avec le Laboratoire national des champs magnétiques intenses (CNRS), à Toulouse.

Références publication:
?Pressure cell for transport measurements under high pressure and low temperature in pulsed magnetic fields, Rev. Sci. Instrum.

Three-dimensional critical phase diagram of the Ising antiferromagnet CeRh2Si2 under intense magnetic field and pressure, Phys. Rev.
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