Investigadores de ETH Zurich han hecho un gran descubrimiento en el campo del magnetismo. Han identificado un nuevo tipo de ferromagnetismo en un material artificialmente creado, conocido como «magnetismo cinético». Esta forma de magnetismo se diferencia del magnetismo tradicional observado en imanes comunes como los de nevera.
Un nuevo tipo de magnetismo: Descubrimiento en ETH Zurich
El magnetismo cinético
El magnetismo cinético se basa en la minimización de la energía cinética de los electrones cuando sus momentos magnéticos se alinean.
Este fenómeno se observa en un material especial creado al superponer capas atómicamente delgadas de dos semiconductores diferentes, el seleniuro de molibdeno y el disulfuro de tungsteno. La combinación de estos materiales con diferentes constantes de red forma un potencial periódico bidimensional con una constante de red considerablemente grande, lo que permite estudiar los efectos cuánticos de los electrones fuertemente interactuantes.
El experimento y sus resultados
Para investigar las propiedades magnéticas, los investigadores iluminaron el material con luz láser y midieron la reflexión de la luz en diferentes polarizaciones. Esto les permitió determinar la orientación de los momentos magnéticos de los electrones. Encontraron que cuando el material está lleno de más de un electrón por sitio de la red de moiré, se comporta como un ferromagnetismo, un hallazgo que apunta a un tipo de magnetismo completamente nuevo, diferente del magnetismo generado por la interacción de intercambio tradicional.
Este descubrimiento se alinea con la teoría predicha por el físico japonés Yosuke Nagaoka en 1966. Según esta teoría, los electrones minimizan su energía cinética al alinear sus espines en la misma dirección. Esto se logra a través del tunelamiento cuántico, permitiendo a los electrones formar parejas conocidas como «doublons».
Implicaciones y futuras investigaciones
Este avance abre nuevas vías para la investigación en sistemas de estado sólido extendidos y tiene el potencial de influir significativamente en el entendimiento y la manipulación de materiales magnéticos en el futuro. El siguiente paso para los investigadores es explorar si este tipo de ferromagnetismo se mantiene a temperaturas más elevadas, ya que en el experimento actual, el material tuvo que enfriarse cerca del cero absoluto.
Este descubrimiento no solo representa un avance importante en la física de materiales, sino que también ofrece un nuevo entendimiento de los fenómenos magnéticos y sus aplicaciones potenciales en la tecnología y la ciencia de materiales.
Vía ethz.ch
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