Dans une étude récente, publiée dans Nature Physics,  nous démontrons le contrôle cohérent et l'inversion de la polarité d'un cœur de vortex par des séquences d'impulsions micro-ondes, en utilisant les propriétés dynamiques de ces objets dans un champ magnétique perpendiculaire. C'est le retournement du sombrero illustré en Fig.1.

En particulier nous avons déterminé la durée d'impulsion micro-onde optimale pour la commutation de la polarité (voir Fig.3 et Fig.4). Cette étude a permis de déterminer expérimentalement le temps caractéristique d'amortissement d'un coeur de vortex excité dans le régime des grandes oscillations. Il se trouve que ce temps est deux fois plus petit que celui mesuré dans le régime des petites oscillations, ce qui soulève pour la première fois la question fondamentale  d'une dissipation non-linéaire dans les objets magnétiques.

Cette étude utilise la microscopie à force par la résonance magnétique (cf. Fig.2), un procédé développé depuis le début des années 1990 (cf. 3^rd nano-MRI research conference : Exploring the frontiers of magnetic resonance imaging). Il s'appuie premièrement sur le phénomène de résonance magnétique, déjà mis en œuvre par l'IRM : un champ magnétique radio-fréquence bascule hors d'équilibre les spins s'il est à la bonne fréquence. Un gradient de champ magnétique code spatialement cette fréquence de résonance avec une résolution qui dépend de son amplitude. Il s'appuie deuxièmement sur les techniques de visualisation de la surface des atomes: la microscopie à force atomique, inventée en 1986 par des chercheurs d'IBM. Le nanodétecteur détecte la résonance des spins grâce à un levier mécanique, capable de vibrer à partir de l'absorption d'une quantité d'énergie très faible.