Voici le magnon

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Magnon. Le nom intrigue. Rien à voir, évidemment, avec son homonyme préhistorique : lui se prononce ma-gu-non. Et ce n’est pas un hominidé, mais une quasi-particule : un phénomène étrange d’interactions entre des atomes qui se mettent à se coordonner et à se comporter collectivement comme s’ils n’en formaient qu’un. Cette bizarrerie physique est en train de faire parler d’elle dans les laboratoires d’électronique. Grégoire de Loubens, qui travaille dessus au CEA, le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives, témoigne : “Depuis quelques années, on sent une accélération et même un vrai boom dans ce domaine.”

“Le magnon dispose de propriétés que l’on n’avait encore jamais vues ! Parce qu’il est complètement ajustable en fréquence et en vitesse, il surpasse de loin toutes les particules, notamment les photons ou les électrons”, résume Thibaut Devolder, chercheur au CNRS sur le sujet. De grosses entreprises, comme Thales, et des agences militaires comme la Darpa, aux États-Unis, ou la DGA en France, commencent à manipuler la chose ; l’entreprise Toshiba a déjà déposé des brevets. “Avec cette quasi-particule, des opportunités énormes s’ouvrent devant nous. On va pouvoir passer dans un autre monde”, prophétise Paolo Bortoletti, responsable du laboratoire Albert-Fert, unité mixte entre le CNRS, Thales et l’université Paris-Saclay, qui consacre une large partie de ses activités à ces nouvelles nanotechnologies numériques.

Magnon… Pour dresser un portrait de la bête, il faut d’abord rappeler que dans certains matériaux magnétiques, comme les aimants, tous les atomes possèdent une miniboussole : un spin. Et que, lorsque le matériau est au repos, tous ses spins pointent dans une même direction. Mais il suffit d’approcher un champ électromagnétique, pour les faire basculer. Le premier spin entraîne ses voisins dans sa chute et une excitation collective surgit, qui se propage dans le matériau comme une onde : une “onde de spins”, c’est cela le fameux magnon. Or, cette onde peut encoder de l’information !