Científicos descubren un nuevo tipo de imán.

Un equipo de científicos ha descubierto el primer ejemplo sólido de un nuevo tipo de imán, uno que promete mejorar el rendimiento de las tecnologías de almacenamiento de datos.

Este imán «basado en singlete» difiere de los imanes convencionales, en los cuales pequeños constituyentes magnéticos se alinean entre sí para crear un campo magnético fuerte . En contraste, el imán basado en singlete recién descubierto tiene campos que aparecen y desaparecen, lo que resulta en una fuerza inestable, pero también en uno que potencialmente tiene más flexibilidad que las contrapartes convencionales.

«Hay una gran cantidad de investigaciones en estos días sobre el uso de imanes y magnetismo para mejorar las tecnologías de almacenamiento de datos», explica Andrew Wray, profesor asistente de física en la Universidad de Nueva York, quien dirigió el equipo de investigación. «Los imanes basados ​​en singletes deberían tener una transición más repentina entre las fases magnética y no magnética. No es necesario hacer tanto para que el material cambie entre los estados no magnéticos y los altamente magnéticos, lo que podría ser beneficioso para el consumo de energía. y la velocidad de conmutación dentro de una computadora.

«También hay una gran diferencia en cómo este tipo de magnetismo se combina con las corrientes eléctricas. Los electrones que entran en el material interactúan muy fuertemente con los momentos magnéticos inestables, en lugar de simplemente pasar. Por lo tanto, es posible que estas características puedan ayudar con los cuellos de botella del rendimiento y Permitir un mejor control de la información almacenada magnéticamente «.

El trabajo, publicado en la revista Nature Communications , también incluyó investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, la Universidad de Maryland, la Universidad de Rutgers, el Laboratorio Nacional de Brookhaven, la Universidad de Binghamton y el Laboratorio Nacional de Lawrence Livermore.

La idea de este tipo de imán se remonta a la década de 1960, basada en una teoría que contrastaba con lo que se había sabido durante mucho tiempo sobre los imanes convencionales.

Un imán típico contiene una gran cantidad de pequeños «momentos magnéticos» que se bloquean en alineación con otros momentos magnéticos, todos actuando al unísono para crear un campo magnético. Exponer este conjunto al calor eliminará el magnetismo; estos pequeños momentos permanecerán, pero estarán apuntando en direcciones aleatorias, ya no alineadas.

Un pensamiento pionero hace 50 años, en contraste, postulaba que un material que carece de momentos magnéticos aún podría ser un imán. Los científicos observan que esto parece imposible, pero funciona debido a un tipo de momento magnético temporal llamado «excitón de giro», que puede aparecer cuando los electrones chocan entre sí en las condiciones adecuadas.

«Un solo excitón de espín tiende a desaparecer en poco tiempo, pero cuando tienes muchos de ellos, la teoría sugiere que pueden estabilizarse mutuamente y catalizar la aparición de aún más excitones de espín, en una especie de cascada», explica Wray.

En la investigación de Nature Communications , los científicos trataron de descubrir este fenómeno. Se habían encontrado varios candidatos que se remontaban a la década de 1970, pero todos eran difíciles de estudiar, con un magnetismo solo estable a temperaturas extremadamente bajas.

Utilizando la dispersión de neutrones , la dispersión de rayos X y las simulaciones teóricas, los investigadores establecieron un vínculo entre los comportamientos de un imán mucho más robusto, USb2, y las características teorizadas de los imanes basados ​​en singletes.

«Este material había sido todo un enigma durante las últimas dos décadas: se sabía que las formas en que el magnetismo y la electricidad se comunicaban entre sí eran extrañas y solo comenzaban a tener sentido con esta nueva clasificación», comenta Lin Miao, una NYU. becario postdoctoral y primer autor del periódico.

Específicamente, encontraron que USb2 contiene los ingredientes críticos para este tipo de magnetismo, particularmente una propiedad mecánica cuántica llamada «Hundness» que gobierna cómo los electrones generan momentos magnéticos. Recientemente, se ha demostrado que el centeno es un factor crucial para un rango de propiedades mecánicas cuánticas, incluida la superconductividad.

Fuente: Scientists discover new type of magnet.


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Angel Sanchez

Angel Sanchez

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