Publié le 7 décembre 2025 07:01:00. Des chercheurs ont récemment mis en évidence un aspect jusqu’alors négligé de la lumière : sa capacité à exercer une influence magnétique sur la matière, ouvrant de nouvelles perspectives dans la manipulation des spins atomiques et le développement de technologies avancées.
- Une nouvelle étude révèle que la lumière interagit avec la matière non seulement par son champ électrique, mais aussi par son champ magnétique.
- Cette interaction magnétique influence les spins atomiques, un phénomène considéré jusqu’à présent comme trop faible pour être significatif.
- Les résultats pourraient conduire à une nouvelle génération de capteurs et de disques durs basés sur le spin.
L’étude de l’électromagnétisme est jalonnée de noms illustres tels que Newton, Franklin, Maxwell, Edison et Tesla. Pourtant, dans ce domaine, peu de scientifiques ont exercé une influence comparable à celle de Michael Faraday. Né dans un milieu modeste, Faraday s’est formé en autodidacte avant de devenir le protégé du chimiste et inventeur britannique Humphrey Davy. Ses découvertes fondamentales sur l’induction électromagnétique – le principe à la base de toutes les turbines modernes – et sur l’effet Faraday, qui décrit la relation entre l’électromagnétisme et la lumière, lui valurent une proposition de titre de chevalier qu’il refusa avec élégance, préférant rester « M. Faraday jusqu’à la fin ».
L’induction électromagnétique est aujourd’hui un pilier de l’industrie, mais l’effet Faraday possède également une importance capitale en physique. En 1845, Faraday mena une expérience ingénieuse utilisant une source lumineuse, des polariseurs et des électroaimants. Lorsqu’il fit passer la lumière à travers deux polariseurs, comme prévu, aucune lumière ne traversait. Cependant, en appliquant un champ magnétique, Faraday observa un « scintillement minuscule mais indéniable », confirmant que l’électromagnétisme pouvait influencer le champ électrique de la lumière.
Près de 180 ans plus tard, les scientifiques continuent d’explorer les propriétés de cette interaction entre la lumière et le magnétisme. Une nouvelle étude, publiée dans la revue Scientific Reports, révèle que la lumière peut exercer une influence magnétique en plus de son influence électrique bien connue. Plus précisément, cette influence magnétique interagit avec les spins atomiques, un processus longtemps considéré comme négligeable.
« Le champ magnétique statique “tord” la lumière et la lumière, à son tour, révèle les propriétés magnétiques du matériau »,
Amir Capua, physicien à l’Université hébraïque de Jérusalem
En utilisant l’équation de Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG), qui décrit le comportement des spins dans les matériaux, les chercheurs, Benjamin Assouline et Amir Capua, ont démontré que la lumière peut créer un « couple magnétique » comparable à celui généré par un champ magnétique statique. Appliqué au grenat de terbium et de gallium (TGG), un matériau couramment utilisé pour étudier l’effet Faraday, ils ont constaté que la composante magnétique de la lumière était responsable de 17 % de la rotation atomique dans le spectre visible. Ce chiffre atteignait même 75 % dans l’infrarouge (avec une longueur d’onde allant jusqu’à 1 300 nanomètres).
« Nos résultats montrent que la lumière “dialogue” avec la matière non seulement à travers son champ électrique, mais aussi à travers son champ magnétique, une composante négligée jusqu’à présent »,
Benjamin Assouline, physicien à l’Université hébraïque de Jérusalem
Selon Igor Rozhansky, physicien à l’Université de Manchester, interrogé par le magazine New Scientist, cette réévaluation de la composante magnétique de la lumière pourrait offrir aux scientifiques de nouvelles méthodes pour manipuler les spins atomiques, bien que l’ampleur de cet effet varie selon les matériaux. Une telle manipulation précise pourrait ouvrir la voie à une nouvelle génération de capteurs et de disques durs basés sur le spin.
Les premières explorations expérimentales de Faraday dans le domaine de l’électromagnétisme ont inspiré les célèbres équations de James Clerk Maxwell, qui ont jeté les bases de notre société technologique moderne. Mais même 180 ans après l’une des observations les plus marquantes de Faraday, il est clair que de nombreuses découvertes restent à faire.
