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Glace de spin

DéfinitionClassé sous :physique , spin , moment magnétique
Analogie entre la structure de la glace et une glace de spin. Crédit : Nature

Les glaces de spin sont des milieux ferromagnétiques s'aimantant d'une façon particulière à basse température. Il s'y forme une structure similaire à celle existant dans la glace d'eau.

Les molécules d'eau possèdent un moment dipolaire que l'on peut représenter par un vecteur. Lorsque l'eau gèle, il se forme une structure dans laquelle les molécules d'eau s'orientent pour former une sorte de réseau cristallin avec des tétraèdres.

Dans le cas des glaces de spin, un réseau se forme aussi avec des tétraèdres et ceux-ci possèdent des moments magnétiques, que l'on a représentés sous la forme de vecteurs, s'organisant selon les mêmes règles que les moments dipolaires des molécules d'eau dans la glace.

Comme ces moments magnétiques sont reliés à des moments cinétiques, des spins, on parle de glace de spin et c'est cette structure que l'on peut voir sur le schéma ci-dessous. La règle de formation d'une glace de spin avec un réseau de tétraèdre est alors simple : il doit toujours y avoir aux sommets des tétraèdres deux spins pointant vers l'intérieur et deux autres pointant vers l'extérieur. Ceci peut facilement se vérifier sur le schéma ci-dessous.

Récemment, la présence de monopôles magnétiques effectifs a été découverte dans certaine glace de spin.