Les scientifiques parviennent à générer un feu magnétique

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 Les recherches auxquelles la faculté de physique de l’université de Barcelone (UB) a participé, ont permis de générer « l’étincelle » qui produit le feu magnétique et, contrairement à ce qui se passe avec une déflagration chimique, d’étudier et de contrôler la manière dont son énergie est dispersée.

« L’étincelle » dans les matériaux magnétiques est générée par une série de spins (un spin est une propriété physique des particules subatomiques), à l’aide de petits cristaux magnétiques moléculaires.

La propagation du feu dit magnétique dans certains systèmes est « le seul processus de combustion contrôlé par des lois quantiques connues dans la nature », a expliqué Javier Tejada, professeur de physique de la matière condensée à l’UB et l’un des auteurs de l’étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Physical Review Letters.

Selon Tejada, l’étude révèle « la manière dont l’énergie est maintenue et se répand dans les matériaux magnétiques, par un processus similaire à celui des feux de forêt ».

Ces recherches, menées par des chercheurs des universités de Barcelone, de New York et de Floride, ont également permis de contrôler les paramètres de réaction en ajustant les champs magnétiques.

Ces réactions sont, selon cette étude, utilisables dans la conception de matériaux magnétiques pour les applications de stockage d’énergie, car le feu magnétique peut entraîner une libération rapide et contrôlée de l’énergie stockée, et produit une libération importante d’énergie, par exemple dans un générateur électrique.

Pour rendre le travail plus compréhensible, Tejada explique que les feux de forêt se propagent à cause d’une flamme ou d’une étincelle initiale qui chauffe une substance – un tronc ou une branche – la fait brûler et dégage une chaleur qui propage le feu à d’autres troncs ou branches, transformant ainsi une petite étincelle en un processus auto-entretenu et, dans ce cas, dévastateur et irréversible.

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Dans le cas des matériaux magnétiques, les chercheurs ont conclu qu’une « étincelle » est également nécessaire pour lancer ce processus, qui commence lorsque l’orientation des spins dans le matériau est inversée, ce qui équivaut aux pôles magnétiques des atomes.

La différence dans ce cas est qu’en fin de compte, le matériau est maintenu ; mais avec toutes les épines inversées par rapport à leur orientation initiale, ce qui, contrairement aux incendies de forêt, permet de relancer le processus dans la direction opposée, c’est-à-dire que le processus est réversible.

« Ces processus se retrouvent souvent dans la nature, comme dans la croissance des cellules ou la diffusion de l’information » a expliqué Ferran Macià, co-auteur de l’ouvrage et actuellement chercheur à l’Université de New York dans le cadre de la collaboration de l’université avec l’UB.

Les premières expériences dans lesquelles l’existence du feu magnétique a été révélée remontent à huit ans grâce aux travaux du groupe de Myriam P. Sarachick, professeur de physique à New York. Grâce à ces travaux, le groupe de chercheurs de l’UB a découvert la déflagration magnétique quantique.

Les scientifiques ont également déterminé que « dans les matériaux magnétiques variables, l’énergie d’activation responsable du déclenchement de la réaction peut être contrôlée par les champs magnétiques, permettant ainsi l’étude systématique des mécanismes physiques du flux d’énergie », a expliqué Saül Vélez, qui est titulaire d’un doctorat de l’UB et qui travaille actuellement à l‘Association des centres de recherche coopérative en nanosciences à Saint-Sébastien.

Ce comportement diffère, par exemple, du cas de la combustion chimique, où des paramètres tels que l’énergie d’activation ou l’énergie libérée peuvent difficilement être contrôlés.

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