Département de physique, Université de Sherbrooke

11/19/2025

Optomagnétisme : la lumière agit aussi par son champ magnétique

Une équipe de la Hebrew University vient de revisiter l’effet Faraday et de corriger une hypothèse vieille de 180 ans. Depuis Faraday (1845), on considérait que seule l’interaction entre le champ électrique de la lumière et le matériau expliquait la rotation du plan de polarisation.

Leur nouvelle analyse, basée sur l’équation de Landau–Lifsh*tz–Gilbert, montre que le champ magnétique optique de l’onde lumineuse produit lui aussi un couple sur les spins, et sa contribution n’est pas marginale.

Dans un matériau de référence comme le Terbium-Gallium-Garnet (TGG), cette composante magnétique représente :
• ~17 % de la rotation Faraday à 800 nm ;
• jusqu’à ~75 % dans l’infrarouge.

Cela implique que l’effet Faraday « classique » et l’effet Faraday inverse ne sont pas strictement réciproques aux échelles ultrarapides, et que l’optomagnétisme doit intégrer pleinement l’action du champ magnétique de la lumière.

Bref : même dans le régime optique, le champ magnétique de l’onde n’est pas un figurant. Cette révision change la compréhension de l’aimantation induite par lumière, avec des implications pour la spintronique, les matériaux magnéto-optiques et le contrôle optique des spins.

The Faraday effect (FE) is commonly attributed to the electrical component of optical radiation. Recently, we reported on an inverse-FE (IFE) that emerges from the Zeeman energy arising from the optical magnetic field. Here, we show that the magnetic component of light reproduces additional signatur...

11/10/2025

Presque dix ans après la première détection d’ondes gravitationnelles, les physiciens ont annoncé le signal le plus fort jamais observé. Produit lorsque deux trous noirs d’une galaxie lointaine sont entrés en spirale l’un vers l’autre, cet événement a permis aux chercheurs de tester la théorie de la gravitation d’Albert Einstein, la relativité générale, d’une manière nouvelle. En particulier, l’analyse a corroboré un théorème formulé par Stephen Hawking selon lequel la surface d’un trou noir ne peut qu’augmenter et ne peut jamais diminuer.

L’observatoire LIGO a détecté la fusion la plus énergétique et la plus claire jamais observée entre deux trous noirs, survenue à environ 1,3 milliard d’années-lumière. Les deux objets, de 32 et 34 masses solaires, se sont combinés pour former un trou noir d’environ 63 masses solaires, libérant près de 3 masses solaires sous forme d’ondes gravitationnelles en moins d’une demi-seconde. Grâce à un rapport signal-bruit exceptionnel (environ 80), les chercheurs ont pu observer avec précision la phase finale du « ring-down », lorsque le nouvel objet se stabilise et vibre brièvement comme une cloche. Cette précision a permis de tester avec une rigueur sans précédent les prédictions de la relativité générale d’Einstein.
L’analyse a notamment confirmé le théorème de l’aire de Stephen Hawking (1971) : lors d’une fusion, la surface totale des horizons d’événement ne peut pas diminuer. En mesurant la surface combinée avant et après la coalescence (environ 240 000 km² avant, environ 400 000 km² après, soit la surface approximative du Japon), les chercheurs ont constaté une croissance nette, validant ainsi la loi fondamentale liant la gravitation, la thermodynamique et l’irréversibilité. L’événement, baptisé GW250114, renforce la confiance dans la description de ces objets extrêmes par la métrique de Kerr et ouvre la voie à des tests encore plus fins des limites de la relativité générale à l’aide des futures générations de détecteurs gravitationnels.

Using a very strong black-hole merger signal, the LIGO-Virgo-KAGRA Collaboration has shown Hawking's area law to hold with high credibility.

10/27/2025

En 1938, à Berlin, les chimistes Otto Hahn et Fritz Strassmann entreprennent des expériences de bombardement de noyaux d’uranium par des neutrons. Ils observent alors la formation inattendue d’éléments beaucoup plus légers, notamment du baryum, phénomène qu’ils ne parviennent pas à interpréter à l’époque. À la recherche d’une explication théorique, ils sollicitent leur ancienne collaboratrice, la physicienne Lise Meitner, récemment contrainte à l’exil en Suède en raison des persécutions antisémites imposées par le régime n**i.

Au cours de l’hiver 1938-1939, Meitner, en collaboration avec son neveu Otto Robert Frisch, élabore l’interprétation correcte du phénomène. Elle démontre que le noyau d’uranium, sous l’impact d’un neutron, peut se scinder en deux fragments de masse comparable - du baryum et du krypton - tout en libérant une énergie considérable conforme à la relation relativiste (E = mc^2). Meitner et Frisch introduisent alors le terme de "fission nucléaire" pour désigner ce processus.

Malgré le rôle déterminant de son analyse théorique, le prix Nobel de chimie de 1944 est attribué uniquement à Otto Hahn, Meitner étant écartée de la reconnaissance officielle. Après la guerre, elle rejette toute participation aux travaux relatifs à la conception de l’arme atomique, fidèle à sa conception éthique du rôle du savant.

Décédée en 1968, il y a 57 ans, jour pour jour, Lise Meitner demeure une figure majeure de la physique nucléaire. Son épitaphe, gravée sur sa tombe en Angleterre, résume l’équilibre entre rigueur scientifique et intégrité morale qui caractérisa toute son existence : « Lise Meitner, une physicienne qui ne perdit jamais son humanité. »

Pour en savoir plus:

Disciplinary bias and a stew of other prejudices helped deny the physicist Lise Meitner a share of the 1944 Nobel Prize for Chemistry

11/05/2024

Après un parcours marqué du sceau de l’Université de Sherbrooke, Aimé Verrier y a récemment obtenu son doctorat en physique pour sa thèse portant sur ses travaux de nature expérimentale sur deux matériaux magnétiques frustrés.

10/24/2024

À l’Institut quantique comme dans la vie, Emma Campillo Munoz sait profiter des rencontres, autant pour parfaire ...

10/19/2024

Ce même jour, le 19 octobre 1900, Max Planck a présenté sa loi d'émission du corps noir, la loi de Planck, devant la German Physical Society.

Lorsqu'un corps noir est chauffé, le rayonnement électromagnétique qu'il émet se présente sous la forme d'un spectre qui dépend de la température du corps et non de sa composition.

Le calcul de la forme du spectre, en utilisant les lois physiques établies à l'époque, donnait un résultat déraisonnable : le rayonnement dans la partie haute fréquence du spectre devenait infini (la fameuse catastrophe ultraviolette ou catastrophe de Rayleigh-Jeans).

Planck a résolu ce problème en introduisant le concept de quanta : le rayonnement émis est constitué de quanta d'énergies spécifiques déterminées par une nouvelle constante fondamentale appelée constante de Planck. Il a reçu le prix Nobel de physique 1918 pour ses travaux sur l'établissement et le développement de la théorie des quanta élémentaires.

Lien vers une version anglaise de l'article de Planck (On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum, Annalen der Physik vol. 4, p. 553 ff (1901),‎ 1901):https://www.lawebdefisica.com/arts/energydistribution.pdf
En savoir plus sur le prix Nobel de physique 1918 : https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1918/planck/facts/

The Nobel Prize in Physics 1918 was awarded to Max Karl Ernst Ludwig Planck "in recognition of the services he rendered to the advancement of Physics by his discovery of energy quanta"

10/11/2024

Le prix Nobel de physique cette année est décerné à l'Américain John J. Hopfield et au Canadien Geoffrey Hinton ''pour leurs découvertes sur l'apprentissage automatique avec des réseaux de neurones artificiels.'' Geoffrey Hinton est reconnu pour être l'un des fondateurs de l'intelligence artificielle. Il a même mis en avant les risques de l'IA dans un article du New York Times en 2023. Pour plus de détails sur ce prix Nobel:

09/27/2024

La comète A3 (Tsuchinshan-ATLAS)

La comète A3 (Tsuchinshan-ATLAS), découverte en janvier 2023, sera visible en septembre et octobre 2024 et visite notre système solaire tous les 80 000 ans.

Venant de la région du nuage d'Oort (une vaste région sphérique entourant le système solaire, composée de milliards de corps glacés et considérée comme la source des comètes à longue période qui traversent occasionnellement l'orbite des planètes), cette comète est attendue avec enthousiasme bien que sa luminosité reste incertaine. Elle sera peut-être visible à l'œil nu mais de façon certaine avec des jumelles entre le 27 septembre et le 30 octobre, avec deux périodes optimales d'observation : à l'aube entre le 27/09 et le 02/10 en direction de l’Est juste avant le lever du Soleil, et au crépuscule du soir entre le 12/10 et le 30/10 en direction de l’Ouest, juste après le coucher du Soleil. Bien qu'elle ne soit pas aussi spectaculaire que certaines comètes passées, elle offre une occasion unique d'observation.

Le 28 septembre 2024, à Sherbrooke, elle se lèvera vers 05h30 du matin et, vers 6h15, elle sera environ 7 degrés au-dessus de l'horizon Est, 30 degrés sous le croissant lunaire.

Pour en savoir plus:

Stargazers will have the chance to spot what could be the most impressive comet of the year over the coming weeks. Comet A3 (Tsuchinshan-ATLAS) has generated so muc...

07/08/2024

Il y a 119 ans...

Le 20 juillet 1905, Albert Einstein a soutenu sa thèse à l'Université de Zurich. Peu de temps après, il a publié quatre articles qui présentaient des idées révolutionnaires, dont la théorie de la relativité restreinte et l'hypothèse des quanta de lumière. Einstein a reçu le prix Nobel de physique en 1921 « pour ses services rendus à la physique théorique, et en particulier pour sa découverte de la loi de l'effet photoélectrique ».
Lire la thèse de doctorat d'Einstein en allemand : http://bit.ly/2Nhm8DV
Une traduction en anglais : http://bit.ly/2z2pDeq

06/19/2024

Félicitation à Gautier Duchêsne, étudiant au baccalauréat, pour l’obtention d’un stage au Perimeter Institute!

05/22/2024

L’univers numérique repose sur une composante essentielle, presque invisible, mais omniprésente : le bit, cette minuscule unité d’information qui définit notre ère. Physiquement, cette entité peut être représentée de bien des façons, que ce soit à travers un circuit électrique ou sur...