Des chercheurs mettent au point une "fibre magnétique"

Une équipe internationale de scientifiques emmenée par des chercheurs du département de Physique de l'Université Autonome de Barcelone (UAB), ont mis au point un matériau capable de guider et de transporter un champ magnétique d'un point à un autre, de la même manière qu'une fibre optique conduit la lumière d'un point à un autre.

Dans cette étude publiée le 23 juin 2014 dans la Physical Review Letters ont participé Carles Navau, Jordi Prat y Alvar Sanchez, de l'UAB; Oriol Romero Isart, de l'Institut d'Optique et de l'Information Quantique de l'Académie Autrichienne des Sciences et professeur de l'Université de Innsbruck (Autriche); et le récent lauréat du Prix Wolf de Physique, Juan Ignacio Cirac, de l'Institut Max Planck de Physique Quantique de Garching (Allemagne)

En physique, le champ magnétique désigne une grandeur qui permet de modéliser et de quantifier les effets magnétiques du courant électrique ou des matériaux magnétiques tels que les aimants permanents. L'utilisation du magnétisme est un procédé basique de la technologie actuelle dans le domaine de la génération d'énergie ou du stockage d'information dans les ordinateurs. Un des processus essentiels de ces technologies est la capacité à guider et à transférer le champ magnétique, que ce soit au sein de grands transformateurs ou dans des nanodispositifs logiques.

On sait déjà guider efficacement la lumière, qui est une onde électromagnétique, composée par des ondes de champ magnétique et électrique, en utilisant des fibres optiques. Pourtant, jusqu'à aujourd'hui il n'existait aucune technologie similaire pour guider et transporter les champs magnétiques statiques. Pour guider les champs au sein des circuits électroniques des transformateurs de courant, on utilise des matériaux ferromagnétiques comme des alliages de fer. Toutefois, l'intensité des champs ainsi transmis décroit rapidement avec la distance, et les applications de cette méthode sont donc limitées.

La fibre magnétique imaginée par les chercheurs est un cylindre de matériaux ferromagnétiques entourés par une couche d'un matériau supraconducteur. Les chercheurs en ont construit un prototype long de 14 centimètre capable de transmet un champ magnétique de l'une à l'autre de ses extrémités, avec une efficacité environ 4 fois supérieure à celles des méthodes actuelles de transport de ces champs.

Les scientifiques ont démontré théoriquement que cette fibre magnétique pourrait être encore plus efficace si le tube ferromagnétique était entouré de couches fines alternant des matériaux ferromagnétiques avec un matériau supraconducteur. Le dispositif conçu peut être mis en oeuvre à n'importe quelle échelle, y compris nanométrique: Une "nanofibre magnétique" capable de contrôler individuellement des systèmes quantiques pourrait permettre de résoudre certains des problèmes technologiques auxquels sont confrontés les chercheurs qui travaillent sur le sujet de la programmation quantique.