Cientistas Verificaram a Existência de um Terceiro Tipo de Magnetismo
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Os cientistas desenvolveram recentemente e capturaram imagens de uma nova substância magnética chamada material altermagnético. Ao contrário de algumas descobertas que demoram décadas a materializar-se depois de serem teorizadas, o altermagnetismo ganhou rapidamente a atenção da comunidade científica. Num novo artigo publicado na revista científica Nature, os investigadores demonstram a sua capacidade de afinar com precisão estes materiais para criar direcções específicas de magnetismo.
Até confirmaram uma teoria ousada, mas bem apoiada – que o altermagnetismo poderia fundir o ferromagnetismo com o antiferromagnetismo, tradicionalmente considerados forças opostas. Embora esta descoberta possa não afetar artigos do quotidiano, como ímanes de frigorífico, pode ser um avanço para quem trabalha em supercondutores e materiais topológicos a temperaturas próximas do zero absoluto, marcando um avanço significativo nestes campos.
Tipos de Magnetismo
Os materiais ferromagnéticos normais (um termo que significa “ferro condutor”) funcionam exercendo uma força sobre objectos próximos feitos de ferro ou outros elementos magnéticos e ligas. Em contrapartida, o antiferromagnetismo descreve a forma como os ímanes interagem subtil e quase impercetivelmente com materiais que não contêm ferro.
Os electroímanes – criados através da passagem de uma corrente eléctrica por um fio enrolado – funcionam de forma semelhante, mas com maior força, dependendo da corrente eléctrica. O campo magnético da Terra, por exemplo, deve-se em parte ao seu núcleo metálico fundido em rotação, que se comporta como um eletroíman.
No entanto, num altermagneto, a direção do spin – que determina o magnetismo – pode deslocar-se através da “grelha” criada por um cristal ideal. Este é um material com padrões cristalinos perfeitamente organizados, sem falhas, mudanças de direção ou outras imperfeições naturais. Por exemplo, muitos diamantes naturais são cristais ideais, o que contribui para a sua clareza excecional. Os metais também podem formar cristais ideais.
Utilização da Microscopia Eletrónica de Fotoemissão para Mapear o Magnetismo no Telureto de Manganês
Nesta experiência, os cientistas utilizaram a microscopia eletrónica de fotoemissão polarizada (PEEM) para revelar influências magnéticas, mapeando toda a estrutura da grelha do telureto de manganês cristalino (MnTe). A sua representação visual mostrava a estrutura cristalina subjacente, com setas na grelha a indicar as direcções do magnetismo em cada ponto. Os investigadores também conseguiram manipular os pontos de spin magnético.
No início deste ano, os investigadores apresentaram a primeira prova experimental de altermagnetismo, mas sem capturar o material com tanto pormenor.
Nesse estudo, utilizaram um microscópio de momento focado numa área específica acima do material para observar como os seus electrões giravam, o que é crucial para compreender o magnetismo. Este último trabalho representa um importante passo em frente na obtenção de imagens de altermagnetos em ação.
Os nanomateriais são de grande interesse em muitos domínios de investigação. Os computadores quânticos funcionam a esta escala, embora ainda estejam longe de ser práticos fora de ambientes laboratoriais altamente controlados.
Os materiais altermagnéticos podem também revolucionar a spintrónica, o estudo e a otimização de dispositivos de estado sólido – incluindo unidades de estado sólido (SSD) em computadores e smartphones – que utilizam o spin dos electrões. Embora os ferromagnetos tradicionais sirvam o seu propósito, não são perfeitos e podem causar crosstalk, desfocando bits de dados separados.
À nanoescala, tudo o que armazenamos nos nossos dispositivos depende do movimento coordenado dos electrões. Se estes materiais puderem ser melhorados, isso poderá levar a uma maior eficiência, a uma maior capacidade de armazenamento no mesmo espaço e a uma menor perda de dados durante o acesso. Além disso, como referem os cientistas no seu artigo, os altermagnetos poderão fazer avançar o desenvolvimento de supercondutores e materiais topológicos práticos.
Leia o Artigo Original: Popular Mechanics
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