Dans les laboratoires du monde entier, le flux thermique dans les cristaux s'est soudainement mis à dévier sous l'action d'un champ magnétique — et cela ne s'est pas produit dans des matériaux exotiques, mais dans les semi-conducteurs et les isolants les plus ordinaires, tels que le silicium, le germanium et l'oxyde de magnésium.
Il s'agit de l'effet Hall thermique phononique : les quasiparticules qui décrivent les vibrations du réseau atomique créent, sous l'influence d'un champ magnétique, un courant thermique transversal. On pensait auparavant que ce comportement n'était caractéristique que des matériaux présentant des particularités magnétiques ou topologiques, où les spins ou des excitations spécifiques jouent un rôle.
De nouvelles mesures ont montré que l'effet se manifeste de manière universelle — dans une large classe de cristaux non magnétiques. De plus, la grandeur de la conductivité thermique transversale varie proportionnellement au carré de la conductivité longitudinale, ce qui indique une interaction directe des vibrations des atomes avec le champ magnétique, sans l'intermédiaire d'autres quasiparticules.
Cette découverte oblige à reconsidérer les conceptions fondamentales du comportement des phonons dans un champ magnétique. Si auparavant le transport thermique était considéré comme essentiellement scalaire et insensible aux influences magnétiques dans les matériaux ordinaires, il faut désormais tenir compte d'un nouveau degré de liberté — la polarisation elliptique des phonons et leur interaction avec le champ extérieur.
Pour les applications pratiques, cela signifie que dans les futurs dispositifs thermoélectriques et systèmes de refroidissement, il sera possible de contrôler le flux thermique non seulement par le gradient de température, mais aussi par un faible champ magnétique. De tels matériaux sont déjà utilisés en électronique, et l'effet pourrait influencer le calcul des régimes thermiques des puces.
Les expériences ont été menées sur des échantillons de haute qualité, où la contribution des porteurs de charge était minimale, ce qui a permis d'isoler le mécanisme purement phononique. Les résultats concordent avec les modèles théoriques qui prédisent l'universalité du phénomène pour les cristaux à symétrie discrète.
Ainsi, le tableau habituel de la matière condensée, où les phonons étaient considérés comme de « simples » vecteurs de chaleur, se complexifie — et ouvre la voie à de nouveaux moyens de contrôler les flux thermiques à l'échelle microscopique.
