Nova forma de magnetismo pode revolucionar a busca pela supercondutividade

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Pesquisadores da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, fizeram uma descoberta inovadora: a confirmação de uma terceira forma de magnetismo, denominada altermagnetismo. Publicada na revista Nature, essa novidade pode transformar a criação de dispositivos de memória magnética e impulsionar avanços na busca pela supercondutividade.

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O que é magnetismo?

Até então, conhecíamos dois tipos de magnetismo:

• Ferromagnetismo, em que os momentos magnéticos (como pequenas bússolas nos átomos) apontam na mesma direção, permitindo fácil leitura e escrita de informações. Mas há um problema: dados armazenados podem ser facilmente apagados com um ímã.
• Antiferromagnetismo, em que momentos magnéticos vizinhos apontam em direções opostas, como as cores alternadas de um tabuleiro de xadrez. Esses materiais são mais estáveis e rápidos no transporte de informações, mas difíceis de manipular.

Com o altermagnetismo, tem-se o melhor dos dois mundos. Nesse novo tipo, os momentos magnéticos também apontam em direções opostas, mas com uma leve torção na estrutura que lembra propriedades dos ferromagnetos.

Como funciona o altermagnetismo?

Nos materiais altermagnéticos, uma propriedade única chamada “quebra de simetria de reversão do tempo” permite comportamentos especiais. Em termos simples, essa propriedade altera a simetria quando a direção do tempo é invertida. 

Imagine partículas de gás se movimentando: ao voltar no tempo, o comportamento parece igual. Mas, no caso de elétrons com spin quântico, a inversão do tempo muda a direção do spin, quebrando a simetria.

Segundo Oliver Amin, líder da equipe, explicou ao site Live Science, essa quebra de simetria abre caminho para fenômenos elétricos inéditos. “O benefício dos ferromagnetos é que temos uma maneira fácil de ler e escrever a memória usando esses domínios para cima ou para baixo”, disse o coautor do estudo Alfred Dal Din, estudante de doutorado. “Mas como esses materiais têm um magnetismo líquido, essa informação também é fácil de perder ao passar um ímã sobre ela”.

Os cientistas analisaram o material telureto de manganês, inicialmente classificado como antiferromagnético. Utilizando uma técnica avançada chamada microscopia eletrônica de fotoemissão, investigaram sua estrutura magnética. Raios-X polarizados revelaram como os momentos magnéticos se organizam no material, permitindo mapear as regiões magnéticas – um feito inédito.

Com base nessa análise, a equipe conseguiu criar dispositivos experimentais usando ciclos térmicos para manipular as estruturas magnéticas internas. Eles formaram padrões magnéticos complexos, chamados vórtices, que são promissores para uso em spintrônica, a tecnologia que usa o spin dos elétrons para armazenar e transportar dados.

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“Elo perdido” entre magnetismo e supercondutividade

Os altermagnetos podem viabilizar dispositivos de memória magnética mais rápidos, resistentes e fáceis de usar. Além disso, preenchem uma lacuna no entendimento entre magnetismo e supercondutividade. “Esse material pode ser o elo perdido nesse quebra-cabeça”, disse Dal Din.

Essa descoberta marca um passo decisivo para futuras tecnologias mais eficientes e seguras, com aplicações que vão de eletrônicos a sistemas de transporte de dados e novos materiais supercondutores.