Champ magnétique
Définition
Un champ magnétique est une force, invisible, qui peut agir sur certains matériaux, comme le fer, ou sur des particules chargées (par exemple des électrons ou protons) lorsqu’elles sont en mouvement.
Caractéristiques d’un champ magnétique
Un champ magnétique peut être défini par deux caractéristiques :
- son intensité, mesurée en tesla (T)
- sa fréquence mesurée en hertz (Hz).
Le champ magnétique de la Terre est considéré comme statique car sa fréquence varie sur des durées extrêmement longues comparées à la vie humaine. Pour simplifier sa fréquence est donc considérée comme étant de 0 Hz.
Origines des champs magnétiques
Les champs magnétiques peuvent avoir plusieurs origines :
- Courant électrique : Un simple fil métallique dans lequel circule un courant électrique (des électrons donc des particules chargées) conduit à la formation d’un champ magnétique.
- Magnétisme des matériaux : Certains matériaux, comme les aimants permanents, ont des propriétés magnétiques en raison de la configuration des électrons de leurs atomes.
- Champ magnétique terrestre : Le champ magnétique de la Terre est produit par les mouvements de fer liquide dans le noyau externe de la planète.
Détection d’un champ magnétique par des organismes vivants
La majorité des organismes vivants est incapable de détecter le champ magnétique terrestre. Néanmoins, certaines bactéries (dites magnétotactiques) sont capables de le faire via des structures appelées magnétosomes contenant des cristaux de fer [1-2]. Ces magnétosomes agissent comme des « boussoles » permettant de s’orienter le long du champ magnétique terrestre. Ainsi les magnétosomes de la bactérie Magnetospirillum gryphiswaldense sont capables de fonctionner jusqu’à une intensité de 30 mT ce qui correspond à environ 500 fois le champ magnétique terrestre (allant de 50 à 60 µT) [2]. Pour comparaison un aimant comme ceux utilisés pour les frigos a un champ magnétique d’environ 1 mT et un IRM peut aller jusqu’à 10 T.
Références bibliographiques
[1] Goswami, P., He, K., Li, J., Pan, Y., Roberts, A. P., & Lin, W. (2022). Magnetotactic bacteria and magnetofossils: Ecology, evolution and environmental implications. NPJ biofilms and microbiomes, 8(1), 43. doi.org/10.1038/s41522-022-00304-0 (lien)
[2] Körnig, A., Dong, J., Bennet, M., Widdrat, M., Andert, J., Müller, F. D., Schüler, D., Klumpp, S., & Faivre, D. (2014). Probing the mechanical properties of magnetosome chains in living magnetotactic bacteria. Nano letters, 14(8), 4653–4659. doi.org/10.1021/nl5017267 (lien)