{"id":15,"date":"2026-07-14T12:10:12","date_gmt":"2026-07-14T12:10:12","guid":{"rendered":"https:\/\/poseidon-pmc.pmc.umontreal.ca\/labo-qm\/?page_id=15"},"modified":"2026-07-15T12:05:07","modified_gmt":"2026-07-15T12:05:07","slug":"aimants-quantiques","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/poseidon-pmc.pmc.umontreal.ca\/labo-qm\/recherche\/aimants-quantiques\/","title":{"rendered":"Aimants quantiques"},"content":{"rendered":"\n

Frustration magn\u00e9tique<\/h3>\n\n\n\n
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L’\u00e9tude de la frustration magn\u00e9tique<\/a><\/strong> (ou frustration dans les syst\u00e8mes magn\u00e9tiques<\/em>) remonte au probl\u00e8me g\u00e9om\u00e9trique qui survient lorsque l’on tente de placer trois spins avec des interactions antiferromagn\u00e9tiques sur un triangle. L’interaction entre atomes voisins favorise un alignement antiparall\u00e8le entre deux spins adjacents, une condition qu’il est impossible de remplir. Par cons\u00e9quent, malgr\u00e9 l’interaction, les spins demeurent dans un \u00e9tat fluctuant jusqu’aux temp\u00e9ratures les plus basses. L’exemple le plus connu d’un tel syst\u00e8me est l’\u00e9tat dit de glace de spin<\/a><\/strong> (spin-ice<\/em>) pour des atomes magn\u00e9tiques situ\u00e9s sur les sommets de t\u00e9tra\u00e8dres partag\u00e9s dans la structure pyrochlore<\/a><\/strong>.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

Entropie residuelle<\/h3>\n\n\n\n
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Ces types de syst\u00e8mes ont suscit\u00e9 beaucoup d’attention lorsqu’on s’est rendu compte qu’ils pr\u00e9sentaient une importante entropie r\u00e9siduelle<\/a><\/strong> \u00e0 temp\u00e9rature nulle. Cette entropie est le r\u00e9sultat des nombreuses orientations de spins possibles autoris\u00e9es sur un tel r\u00e9seau : pour satisfaire les interactions antiferromagn\u00e9tiques, deux spins doivent pointer vers l’int\u00e9rieur du t\u00e9tra\u00e8dre et deux spins doivent pointer vers l’ext\u00e9rieur.<\/p>\n\n\n\n

Ce probl\u00e8me<\/a> correspond exactement \u00e0 celui de la position des atomes d’hydrog\u00e8ne par rapport \u00e0 l’oxyg\u00e8ne dans la phase cubique de la glace d’eau (H\u2082O), d’o\u00f9 le nom de glace de spin<\/strong>.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

Liquides de spin quantiques<\/h3>\n\n\n\n
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La glace de spin est un exemple d’un tel syst\u00e8me magn\u00e9tique, o\u00f9 les fluctuations emp\u00eachent l’\u00e9tablissement d’un ordre \u00e0 longue port\u00e9e associ\u00e9 \u00e0 une rupture de sym\u00e9trie, m\u00eame au z\u00e9ro absolu. Les syst\u00e8mes dans lesquels les fluctuations m\u00e9caniques quantiques emp\u00eachent cet ordre sont appel\u00e9s liquides de spins quantiques<\/strong> (QSL, pour quantum spin liquids<\/em>). La distinction caract\u00e9ristique entre les QSL et les liquides ordinaires r\u00e9side dans le fait que les fluctuations dans les QSL pr\u00e9sentent des d\u00e9pendances en loi de puissance \u00e0 longue port\u00e9e, tandis que dans les liquides ordinaires, les corr\u00e9lations ont une longueur de corr\u00e9lation courte qui d\u00e9cro\u00eet de mani\u00e8re exponentielle. Par cons\u00e9quent, les spins dans un QSL sont quantiquement intriqu\u00e9s sur de longues distances<\/a><\/strong>. Ce qui rend l’\u00e9tude de ces syst\u00e8mes si int\u00e9ressante, c’est qu’ils nous offrent la possibilit\u00e9 de rechercher de nouveaux \u00e9tats fondamentaux de la m\u00e9canique quantique, dot\u00e9s de nouvelles statistiques quantiques.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

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