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A conexão entre as propriedades elétricas e magnéticas de um material leva o nome de “efeito magnetoelétrico”. Quando observado, este fenômeno faz com que as características elétricas de um objeto possam ser influenciadas por um campo magnético – ou vice-versa.

Recentemente, cientistas da Universidade de Tecnologia de Viena (TU Wien), na Áustria, acrescentaram uma nova descoberta a esta teoria. Eles analisaram um cristal que, pelo que se acreditava anteriormente, nunca poderia comportar o fenômeno. Isso porque, por via de regra, o efeito magnetoelétrico não ocorre em materiais simétricos. 

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“Se o cristal tem um alto grau de simetria, isto é, se um de seus lados é exatamente a imagem espelhada do outro, então, por razões teóricas, não pode haver magnetoeletricidade”, explicou o físico Andrei Pimenov, da TU Wien. 

De forma inesperada, porém, os cientistas observaram um novo tipo desse efeito em um cristal perfeitamente simétrico. Trata-se da langasita, composta por lantânio, gálio, silício e oxigênio, além de átomos de hólmio.

Reprodução

Lukas Weymann, um dos estudantes orientados por Pimenov, no laboratório da Universidade Tecnológica de Viena. Imagem: Divulgação/TU Wien

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Pimenov e sua equipe descobriram que, aumentando a força do campo magnético, os átomos de hólmio mudam seu estado quântico e ganham um “momento magnético”, causando alterações nas características elétricas do cristal. 

Explicando em termos básicos, o que ocorreu foi o seguinte:

  • Uma alteração no campo magnético levou à polarização elétrica do cristal langasita;
  • Esse fato configura o efeito magnetoelétrico, já que uma propriedade magnética foi capaz de influenciar as características elétricas do material; 
  • Isso nunca havia sido observado num cristal perfeitamente simétrico, e, em teoria, era considerado impossível. 

Por que o efeito observado é inédito?

A relação entre a polarização e a força do campo magnético é comum quando acontece de forma linear. Neste caso, o cristal está polarizado quando seus átomos recebem ou perdem elétrons, assumindo a forma de íons positivos e negativos (ânions e cátions).

O que é notável é que esta relação ocorreu de forma não-linear. Isso significa que a polarização depende da direção do campo magnético, podendo ser influenciada por mudanças ligeiras do mesmo. 

“Esta é uma forma inédita do efeito, não conhecida antes”, explica o físico. “Uma pequena rotação pode decidir se o campo magnético altera ou não a polarização elétrica do cristal”.

Desse modo, além de observar o efeito onde nunca se esperaria que ele ocorresse, Pimenov descobriu uma variação inédita da magnetoeletricidade.

Agora, o próximo passo dos pesquisadores é verificar se o efeito recém-descoberto também funciona na direção oposta, alterando as propriedades magnéticas por meio de um campo elétrico.

Descobertas sobre este tema podem ter diversas aplicações tecnológicas, já que a magnetoeletricidade desempenha um papel importante em certos sensores e em sistemas de armazenamento de dados, por exemplo.

Via: Phys.org