Los científicos han confirmado la existencia de una nueva y extraña forma de magnetismo. Escondido justo delante de nuestras narices, el equipo dice que el «altermagnetismo» se puede encontrar en materiales cotidianos y podría tener usos tecnológicos importantes.
La forma más familiar de magnetismo (la que mantiene las terribles obras de arte de tus hijos pegadas a tu refrigerador) es lo que se llama ferromagnetismo. El efecto se produce cuando todos los espines de los electrones del material giran en la misma dirección. Otra rama importante se conoce como antiferromagnetismo, que surge cuando los espines de los electrones alternan la dirección de sus vecinos. Otras formas incluyen el diamagnetismo, el paramagnetismo y el ferrimagnetismo, que nacen de diferentes mecanismos.
Pero ahora se ha descubierto una nueva forma de magnetismo. Se le ha denominado altermagnetismo y presenta una extraña combinación de propiedades de otros tipos de fenómeno: sus electrones giran en direcciones alternas, como los antiferromagnetos, lo que significa que no produce magnetización. Pero las bandas de energía del material también tienen espines alternos de las bandas vecinas.
El altermagnetismo se predijo por primera vez en 2019, pero ahora se ha confirmado en experimentos en el sincrotrón Swiss Light Source (SLS). El material altermagnético inaugural es el telururo de manganeso, que durante mucho tiempo se ha considerado un antiferroimán, porque sus espines electrónicos apuntan en direcciones opuestas y no tiene una magnetización neta. Pero en este caso, el equipo miró más de cerca utilizando rayos X y descubrió que sus bandas electrónicas se dividían en diferentes estados de espín, una característica predicha de los alterimanes.
Mientras otro nuevas subformas de magnetismo Aunque se han descubierto en los últimos años, el altermagnetismo es quizás el recién llegado más amplio y podría tener las aplicaciones más útiles, como la superconductividad y un campo científico emergente llamado espintrónica. En electrónica, la información se codifica en la carga de los electrones, pero la espintrónica también codifica datos en su espín. Los ferromagnetos suelen tener las mejores propiedades para los experimentos de espintrónica, pero el campo magnético que producen puede interferir con los electrones vecinos. Afortunadamente, los antiferroimanes no tienen magnetismo neto, por lo que podrían ser más fáciles de escalar y más eficientes, pero también tienen efectos de giro más débiles para codificar datos. Los materiales altermagnéticos, sin embargo, podrían ofrecer lo mejor de ambos mundos: tienen fuertes efectos de espín, pero sin magnetismo neto. Durante mucho tiempo se asumió que esta combinación exacta era imposible.
«En realidad, el altermagnetismo no es algo muy complicado», afirmó Tomáš Jungwirth, investigador principal del estudio. “Es algo totalmente fundamental que estuvo ante nuestros ojos durante décadas sin darnos cuenta. Y no es algo que exista sólo en unos pocos materiales oscuros. Existe en muchos cristales que la gente simplemente tenía en sus cajones. En ese sentido, ahora que lo hemos sacado a la luz, muchas personas en todo el mundo podrán trabajar en ello, lo que brinda potencial para un amplio impacto”.
La investigación fue publicada en la revista. Naturaleza.
Fuente: Instituto Paul Scherrer