Effet magnétique chiral
L'effet magnétique chiral (CME) est la génération de courant électrique le long d'un champ magnétique externe induit par un déséquilibre de chiralité. Le CME est un phénomène quantique macroscopique présent dans les systèmes à fermions chiraux chargés, tels que le Plasma quarks-gluons, ou les semi-métaux de Dirac et de Weyl[1]. Le CME est une conséquence d'une anomalie chirale dans la théorie quantique des champs; contrairement à la supraconductivité ou à la superfluidité conventionnelle, elle ne nécessite pas de rupture de symétrie spontanée. Le courant magnétique chiral est non dissipatif, car il est topologiquement protégé: le déséquilibre entre les densités des fermions chiraux gauchers et droitiers est lié à la topologie des champs en théorie des jauges par le théorème d'indice Atiyah-Singer.
L'observation expérimentale de la CME dans un semi-métal de Dirac ZrTe5 a été rapportée en 2014 par un groupe du Brookhaven National Laboratory et de la Stony Brook University[2] - [3]. Le détecteur STAR du Relativistic Heavy Ion Collider, Brookhaven National Laboratory[4] et ALICE (une expérience de collisions entre ions lourds au Large Hadron Collider du CERN[5]) présentent une preuve expérimentale de l'existence de CME dans le plasma quarks-gluons[6].
Références
- D. Kharzeev, « The Chiral Magnetic Effect and anomaly-induced transport », Progress in Particle and Nuclear Physics, vol. 75,‎ , p. 133–151 (DOI 10.1016/j.ppnp.2014.01.002, arXiv 1312.3348)
- Q. Li, D. E. Kharzeev, C. Zhang, Y. Huang, I. Pletikosić, A. V. Fedorov, R. D. Zhong, J. A. Schneeloch, G. D. Gu & T. Valla, « Chiral magnetic effect in ZrTe5 », Nature Physics, vol. 12, no 6,‎ , p. 550–554 (DOI 10.1038/nphys3648, arXiv 1412.6543)
- Brookhaven National Laboratory, « Chiral magnetic effect generates quantum current », Phys.org, (consulté le )
- L. Adamczyk et al. (STAR Collaboration), « Observation of charge asymmetry dependence of pion elliptic flow and the possible chiral magnetic wave in heavy-ion collisions », Physical Review Letters, vol. 114, no 25,‎ , p. 252302 (DOI 10.1103/PhysRevLett.114.252302, arXiv 1504.02175)
- R. Belmont et al. (ALICE Collaboration), « Charge-dependent anisotropic flow studies and the search for the Chiral Magnetic Wave in ALICE », Nuclear Physics A, vol. 931,‎ , p. 981 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2014.09.070, arXiv 1408.1043)
- Brookhaven National Laboratory, « Scientists see ripples of a particle-separating wave in primordial plasma », Phys.org, (consulté le )