Albert Einstein est célèbre en tant que physicien théoricien, mais il a également réalisé une expérience importante. Il s'agissait de l'expérience Einstein-de Haas, qu'il réalisa en 1915 avec le physicien néerlandais Wander de Haas. Ces travaux ont montré que l'aimantation des matériaux ferromagnétiques comme le fer est liée au moment cinétique des électrons.
Now, some of the apparatus used by Einstein and de Haas has been found languishing in the Ampère Museum near Lyon, which is one of France’s oldest science museums. The finding was made by Alfonso San Miguel of the Claude Bernard Lyon 1 University and Bernard Pallandre, who is a curator at the museum. They say that the provenance of the objects can be verified by documents associated with Geertruida de Haas-Lorentz. She was a physicist and the wife of de Haas. San Miguel and Pallandre say that she donated the equipment to the museum in the 1950s.
L'expérience d'Einstein-de Haas implique un cylindre de matériau ferromagnétique suspendu par un fil afin qu'il puisse tourner autour de son axe de symétrie. Un miroir est situé au sommet du cylindre de telle sorte que la rotation du cylindre peut être mesurée en réfléchissant un faisceau de lumière sur un écran (voir figure).
Curieuse rotation
The cylinder is placed in the centre of a solenoid. When an electrical current is sent through solenoid, it creates a magnetic field that magnetizes the cylinder – which becomes a bar magnet. This results in the cylinder rotating slightly, which is observed in the deflection of the light beam. If the magnetic field is then reversed, the cylinder rotates in the opposite direction.
Cette rotation n'est pas prédite par la théorie électromagnétique classique car la symétrie cylindrique de l'expérience n'offre aucun moyen au champ magnétique d'exercer un couple sur le ferromagnétique.
Au lieu de cela, la rotation observée conforte l’idée selon laquelle le magnétisme est créé par des courants chargés qui circulent en cercles dans un matériau ferromagnétique – une idée qui a été avancée pour la première fois près d’un siècle plus tôt par le physicien français André-Marie Ampère.
Des chercheurs découvrent un moment cinétique "perdu"
As well as having magnetic moments, these orbiting electrons also have angular momentum. The magnetization of the cylinder involves the alignment of these magnetic moments. This results in changes in the directions of the angular momenta of the electrons when the magnetic field is applied. Because angular momentum must be conserved, the cylinder rotates in response to this change.
Nous savons maintenant que les électrons ont un moment cinétique intrinsèque (spin) ainsi qu'un moment cinétique orbital. L'expérience Einstein-de Haas peut être utilisée pour étudier comment ces deux éléments contribuent à la magnétisation d'un matériau.
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- La source: https://physicsworld.com/a/einsteins-only-experiment-is-found-in-french-museum/
