Os físicos confirmam a existência de uma terceira forma de magnetismo: WebCuriosos
Um experimento na Suécia demonstrou controle sobre um novo tipo de magnetismo, dando aos cientistas uma nova maneira de explorar um fenômeno com um enorme potencial para melhorar a eletrônica – do armazenamento de memória à eficiência energética.
Usando Um dispositivo que acelera elétrons Para velocidades ofuscantes, uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Nottingham tomou um salto ultrafino de Telluride de Manganês com raios-X de diferentes polarizações, para revelar mudanças em uma escala de nanômetros, refletindo a atividade magnética diferente de qualquer coisa vista antes.
Para um pedaço de ferro bastante mundano para se transformar em algo um pouco mais magnéticosuas partículas constituintes precisam ser organizadas para que seus elétrons não destacados alinhem de acordo com uma propriedade conhecida como spin.
Como o giro de uma bola, esse recurso quântico das partículas tem um empurrão angular. Ao contrário da rotação de um objeto físico, esse empurrão só vem em uma das duas direções, convencionalmente descritas como para cima e para baixo.
Em materiais não magnéticos, eles são um par de um e outro para baixo, cancelando um ao outro. Não é assim em materiais como ferro, níquel e cobalto. Nesses, os elétrons solitários podem unir forças de uma maneira extraordinária.
Organizar os giros isolados pode resultar em uma força exagerada do norte e do sul, que podemos usar para pegar clipes de papel ou colocar desenhos infantis nas portas da geladeira.
Com o mesmo raciocínio, incentivar os elétrons não destacados a se organizar de maneiras que cancelam completamente suas orientações baseadas em spin ainda podem ser consideradas uma forma de magnetismo-apenas uma chata que parece totalmente inativa à distância.
Conhecido como antiferromagnetismoé um fenômeno que tem foi teorizado e mexido com para maior parte de um século.
Mais recentemente, uma terceira configuração de partículas em materiais ferromagnéticos foi teorizado.
No que é chamado de altermagnetismo, as partículas são organizadas de maneira cancelada como antiferromagnetismo, mas giradas apenas o suficiente para permitir forças confinadas em uma nanoescala – não é suficiente para fixar uma lista de compras no seu freezer, mas com propriedades discretas manipular para armazenar dados ou canalizar energia.
“Os altermagnets consistem em momentos magnéticos que apontam antiparalelas aos seus vizinhos”. explica Universidade de Nottingham, Peter Wadley.
“No entanto, cada parte do cristal que hospeda esses pequenos momentos é girada em relação aos seus vizinhos. Isso é como antiferromagnetismo com uma reviravolta! Mas essa diferença sutil tem enormes ramificações”.
Experimentos têm Desde confirmar A existência desse magnetismo 'alter-alter'. No entanto, nenhum demonstrou diretamente que era possível manipular seus pequenos vórtices magnéticos de maneiras que poderiam ser úteis.
Wadley e seus colegas demonstraram que uma folha de Telluride de Manganês, com apenas alguns nanômetros de espessura, poderia ser distorcida de maneiras que intencionalmente criam hidromassagem magnética distintas na superfície da wafer.
Usando o síncrotron produtor de raios-X no MAX LABORATÓRIO IV Na Suécia, para imaginar o material, eles não apenas produziram uma clara visualização do altermagnetismo em ação, mas mostraram como ele pode ser manipulado.
“Nosso trabalho experimental forneceu uma ponte entre conceitos teóricos e realização da vida real, que, esperançosamente, ilumina um caminho para o desenvolvimento de materiais altermagnéticos para aplicações práticas”. diz O físico da Universidade de Nottingham, Oliver Amin, que liderou a pesquisa com o aluno de doutorado Alfred Dal Din.
Essas aplicações práticas são todas teóricas por enquanto, mas têm enorme potencial entre os campos de eletrônicos e computação como uma espécie de sistema de memória baseado em rotação, ou servir como um trampolim para aprender como as correntes podem se mover em supercondutores de alta temperatura.
“Estar entre os primeiros a ver o efeito e as propriedades desta nova e promissora classe de materiais magnéticos durante o meu doutorado tem sido um privilégio imensamente gratificante e desafiador”. diz Dal din.
Esta pesquisa foi publicada em Natureza.
