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L’énigmatique état magnétique du fer sous pression se dévoile

L'énigmatique état magnétique du fer sous pression se dévoile

À très haute pression, le fer présente un magnétisme si compliqué à observer que son existence même est controversée. Une équipe de physiciens en a enfin apporté une preuve expérimentale, tout en prédisant une nouvelle phase théorique.

Le fer, avec ses alliages, constitue la majeure partie du cœur des planètes rocheuses. Son étude dans des conditions de pression et de température extrêmes éclaire donc la géophysique. Si le fer cristallise en conditions ambiantes dans une structure cubique, des pressions supérieures à 15 gigapascals (GPa) la transforment en une structure hexagonale et on parle alors de ε-fer. Ce changement dans l’agencement des atomes fait perdre au matériau son ferromagnétisme, c’est-à-dire son aimantation due à l’alignement des moments magnétiques atomiques. D’autres formes de magnétisme pourraient subsister, mais elles n’avaient jamais été observées. Dans des travaux publiés dans la revue PNAS, des chercheurs et des chercheuses de l’Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC, CNRS/MNHN/Sorbonne Université), du synchrotron SOLEIL, de l’Institut Laue-Langevin, de l’Institut de génétique et développement de Rennes (IGDR, CNRS/Univ. Rennes 1), du Laboratoire de chimie physique - matière et rayonnement (LCPMR, CNRS/Sorbonne Université) et de l’Institut Néel (CNRS) ont confirmé l’existence d’un état magnétique et précisé sa nature.

 

Le 06 mars 2020

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