From Haldane's gap to molecular magnets

Pour comprendre les propriétés du solide magnétique à trois dimensions (3D), le monde à une dimension (1D) peut sembler une étape possible. Modèles, hamiltoniens et résultats expérimentaux se sont multipliés avec succès sur les systèmes 1D depuis les années 1930, lorsqu’au début des années~80 apparaissent deux faits nouveaux~: (i)~une conjecture théorique prévoit -~d’abord dans l’incompréhension générale~- que les chaînes antiferromagnétiques de spins entiers doivent avoir des propriétés thermodynamiques très différentes des chaînes de spins demi-entiers. Questions~: pourquoi ces propriétés n’ont-elles jamais été observées~? Peut-on les observer~? Dans quels systèmes~?~; (ii)~l’obtention par les chimistes, de chaînes ordonnées uniformes de spins alternés 1/2 et 5/2, premiers systèmes ferrimagnétiques 1D pour lesquels n’existent ni modèles, ni hamiltoniens. Questions~: peut-on décrire théoriquement ces systèmes ferrimagnétiques 1D~? Comment~? S’agit-il d’une étape vers des aimants moléculaires~?

Les réponses impliquent une étroite coopération entre physiciens et chimistes, théoriciens et expérimentateurs, la maîtrise de concepts et de langages communs, des allers-retours nombreux entre modèles et expériences. L’article décrit la rencontre de physiciens et de chimistes autour de ces problèmes, leurs déboires et leurs succès et quelques (heureuses) conséquences…