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.
Aujourd'hui, certains des appareils utilisés par Einstein et de Haas ont été retrouvés languissants au musée Ampère, près de Lyon, l'un des plus anciens musées scientifiques de France. La découverte a été faite par Alfonso San Miguel, de l'Université Claude Bernard Lyon 1, et par Bernard Pallandre, conservateur du musée. On dit que la provenance des objets peut être vérifiée par des documents associés à Geertruida de Haas-Lorentz. Elle était physicienne et épouse de de Haas. San Miguel et Pallandre affirment qu'elle a fait don du matériel au musée dans les années 1950.
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
Le cylindre est placé au centre d'un solénoïde. Lorsqu'un courant électrique est envoyé à travers le solénoïde, il crée un champ magnétique qui magnétise le cylindre, qui devient un barreau magnétique. Il en résulte une légère rotation du cylindre, ce qui se traduit par la déviation du faisceau lumineux. Si le champ magnétique est alors inversé, le cylindre tourne dans le sens opposé.
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.
En plus des moments magnétiques, ces électrons en orbite ont également un moment cinétique. La magnétisation du cylindre implique l'alignement de ces moments magnétiques. Cela entraîne des changements dans les directions des moments cinétiques des électrons lorsque le champ magnétique est appliqué. Le moment cinétique devant être conservé, le cylindre tourne en réponse à ce changement.
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/
