Fuente: Wired
El descubrimiento del altermagnetismo supone un hito en la física fundamental y abre la puerta al desarrollo de una nueva tecnología de memoria llamada espintrónica.
Investigadores han logrado comprobar de manera experimental la existencia de un nuevo tipo de magnetismo, denominado altermagnetismo, que podría revolucionar la tecnología de guardado de información.
Hasta ahora, se conocían solo dos tipos de magnetismo: el ferromagnétismo y el antiferromagnético. El magnetismo es causado por corrientes eléctricas a gran escala, pero también como resultado de los espines de los electrones. El espín es una propiedad de las partículas elementales asociada a un momento angular intrínseco, comúnmente ilustrada como el sentido y cantidad del giro de la partícula sobre sí misma (algo así como la rotación en los cuerpos macroscópicos). En ausencia de un campo electromagnético, los electrones de los átomos de los cuerpos suelen tener espines de vectores no alineados. Entonces, aunque cada electrón, por tener un espín específico, tiene también un valor magnético, en el caos global los valores se cancelan y el cuerpo no tiene magnetismo a gran escala. Algunos materiales, sin embargo, son más sensibles a la alineación que otros. El más conocido de ellos es el hierro. Cuando los electrones de un trozo de hierro tienen sus espines alineados, este se convierte en un imán. El magnetismo derivado de la alineación de todos los espines de un objeto es el ferromagnético.
En 1933 se descubrió el segundo tipo de magnetismo: el antiferromagnético. Los espines de los electrones de los materiales antiferromagnéticos se ordenan de manera peculiar en presencia de un campo magnético. En lugar de orientarse todos en el mismo sentido (como en el caso del ferromagnetismo), el espín de cada electrón se orienta en el sentido contrario de su vecino. Si los valores de los espines son todos idénticos, se cancelarán y el objeto lucirá e interactuará como uno sin carga.
El descubrimiento del altermagnetismo
La nueva interacción magnética recién medida en laboratorio se conoce como altermagnetismo. Como ocurre con el antiferromagnetismo, los objetos altermagnéticos presentan una alineación alternativa en los espines de sus electrones (cada uno contrario a su vecino). Sin embargo, esto no deriva en la cancelación de sus fuerzas, sino en alineaciones activas y sensibles al flujo de energía.
El altermagnetismo tiene las propiedades sensibles del ferromagnetismo a nivel microscópico, pero no contrae sus efectos fuertes a nivel macroscópico. «Ésa es la magia de los alterimanes», dijo Tomáš Jungwirth, miembro del Instituto de Física de la Academia Checa de Ciencias, precursor de la búsqueda de materiales altermagnéticos y uno de los investigadores principales del estudio recientemente publicado en Nature.
Los científicos realizaron un experimento en el Swiss Light Source (SLS), en Suiza, en el que sometieron a rayos X una muestra de telururo de manganeso, un material que, tradicionalmente, era considerado antiferromagnético. «Gracias a la alta precisión y sensibilidad de nuestras mediciones, pudimos detectar la característica división alterna de los niveles de energía correspondientes a estados de espín opuestos y demostrar así que el telururo de manganeso no es ni un antiferroimán convencional ni un ferroimán convencional, sino que pertenece a la nueva rama altermagnética de materiales magnéticos», dijo Juraj Krempasky, principal firmante del artículo.
Aplicación en el almacenamiento de información
El descubrimiento de un material altermagnético resulta importante no solo a nivel teórico. Durante mucho tiempo, la ciencia ha trabajado en la búsqueda de nuevas formas de registrar información. La tecnología electrónica, nuestra mejor alternativa actual, se vale de la carga de los electrones. Sin embargo, se ha trabajado alternativamente en el desarrollo de la espintrónica, que usa la carga pero también el estado del espín del electrón para guardar y transmitir información.
Hasta ahora, la tecnología de memoria espintrónica no ha progresado por carecer de materiales adecuados. Si se intenta manipular el espín de un material ferromagnético, el proceso puede verse entorpecido por la carga fuerte del objeto a nivel macroscópico (el efecto imán es demasiado fuerte e interfiere). Por otro lado, los materiales antiferromagnéticos no son los suficientemente sensibles a la manipulación del espín de sus electrones ni al flujo de información entre ellos. De este modo, la clave para el progreso de esta tecnología podría hallarse en el altermagnétismo.
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