Físicos Verificam a Presença de um Novo Tipo de Magnetismo

Espectro de raios X em cores mostrando diferenças nas propriedades alternamagnéticas. (Amin et al., Nature, 2025)

Físicos na Suécia controlaram com sucesso uma forma recém-descoberta de magnetismo, abrindo possibilidades empolgantes para avanços em eletrônica, do armazenamento de memória à eficiência energética.

Uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Nottingham usou aceleradores de elétrons de alta velocidade para bombardear uma pastilha ultrafina de telureto de manganês com raios X de diferentes polarizações. Isso permitiu que eles observassem uma atividade magnética em nanoescala diferente de tudo visto antes.

O magnetismo surge quando elétrons desemparelhados alinham sua propriedade quântica conhecida como spin. Em materiais ferromagnéticos convencionais como ferro e níquel, esses spins se alinham uniformemente, criando fortes forças magnéticas. Em contraste, os antiferromagnetos organizam os spins dos elétrons em direções opostas, cancelando o efeito magnético.

Representação da ordenação dos spins dos elétrons em um material antiferromagnético. (Michael Schmid/CC BY-SA 3.0/Wikimedia Commons)

Altermagnetismo: Uma Forma de Magnetismo Recentemente Confirmada com Potencial Revolucionário

Agora, cientistas confirmaram uma terceira forma de magnetismo chamada altermagnetismo. Diferentemente dos antiferromagnetos, os materiais altermagnéticos exibem uma sutil mudança rotacional em seu arranjo de spin de elétrons, permitindo forças magnéticas localizadas em nanoescala. Embora muito fracos para segurar um ímã na sua geladeira, esses materiais são muito promissores para armazenamento de dados e aplicações de energia.

“Altermagnetos têm momentos magnéticos que apontam antiparalelos para seus vizinhos”, explica o físico Peter Wadley da Universidade de Nottingham. “No entanto, cada parte do cristal é ligeiramente girada, criando uma torção única com implicações significativas.”

Telureto de manganês altermagnético (esquerda) e dióxido de rutênio (direita) mostrando direções de spin em vermelho e azul. (Libor Šmejkal/Wikimedia Commons/CC-SA-4.0)

Embora o altermagnetismo tenha sido teorizado, manipular diretamente seus padrões magnéticos microscópicos continuou sendo um desafio. Wadley e seus colegas conseguiram isso distorcendo uma folha nanométrica de telureto de manganês para criar redemoinhos magnéticos distintos em sua superfície. Usando o síncrotron MAX IV da Suécia, eles obtiveram imagens e controlaram com sucesso essas estruturas pela primeira vez.

Unindo Teoria e Realidade: um Avanço em Materiais Magnéticos

“Nosso trabalho conecta previsões teóricas com a realização do mundo real, abrindo caminho para aplicações práticas”, diz o físico Oliver Amin, que liderou a pesquisa com o aluno de doutorado Alfred Dal Din.

Embora ainda em estágios iniciais, os materiais altermagnéticos podem revolucionar a memória e a computação baseadas em spin. Eles também podem fornecer novos insights sobre supercondutores de alta temperatura, um objetivo importante na ciência dos materiais.

Mapeamento do vetor de ordem altermagnética em telureto de manganês. (Amin et al., Nature, 2025)

“Para mim, estar entre os primeiros a explorar essa nova e promissora classe de magnetismo durante meu doutorado foi uma experiência desafiadora e gratificante”, acrescenta Dal Din.

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