p Professor Andreas Michels, físico da Universidade de Luxemburgo, explora o complexo mundo dos materiais magnéticos atirando nêutrons sobre eles. Ele já publicou seus insights em uma monografia de 380 páginas intitulada "Dispersão de Nêutrons Magnéticos de Pequeno Ângulo - Uma Sonda para Análise de Magnetismo de Mesoescala". O livro foi publicado pela Oxford University Press. p Por ser o resultado de mais de duas décadas de experimentação, teórico, e pesquisa de simulação, O Prof. Andreas Michels escreveu agora o primeiro livro dedicado exclusivamente à técnica específica de nêutrons de espalhamento magnético de nêutrons de pequeno ângulo (SANS). "Sempre que você quiser saber onde os átomos magnéticos estão localizados em um material e como eles se movem, você tem que usar espalhamento de nêutrons, "diz o Prof. Andreas Michels. O nêutron é uma partícula elementar que carrega um momento magnético ou spin. Como tal, pode-se pensar no nêutron como uma pequena agulha de bússola, que, quando defletido ou espalhado por um ímã, fornece informações sobre a estrutura e dinâmica dos átomos que compõem o material. A quantidade de interesse em um experimento de espalhamento de nêutrons, a chamada seção transversal de espalhamento, depende da distribuição dos spins do material estudado e sua análise fornece informações importantes sobre as propriedades magnéticas.

p O Prof. Michels continua "O método SANS magnético é indispensável no estudo de materiais magnéticos; pode-se usá-lo para investigar tudo, desde ímãs permanentes, aços magnéticos, óxidos e ligas complexas, ferrofluidos, nanopartículas magnéticas, aos supercondutores e aos cristais de skyrmion recentemente descobertos. "A razão de sua importância na física da matéria condensada e dos materiais reside no fato de que o SANS magnético fornece, bastante singular, acesso à chamada escala de comprimento mesoscópica, ou seja, a escala entre alguns nanômetros e algumas centenas de nanômetros - aproximadamente entre o tamanho de uma fita de DNA humano e cerca de um centésimo da largura de um cabelo humano. Este é um regime de tamanho muito importante no qual muitas propriedades macroscópicas do material são realizadas. O método SANS é particularmente útil para cientistas de materiais para ajudá-los a entender os ímãs que eles produzem em seus laboratórios.

p "Por exemplo, pode-se usar a técnica SANS magnética para decidir se um determinado material é composto de domínios magnéticos homogêneos ou não homogêneos; essas são regiões dentro do ímã onde os giros apontam para uma determinada direção, "explica o Prof. Michels. Esta questão é de relevância para melhorar os parâmetros característicos, como a coercividade ou o produto de energia máxima de ímãs permanentes livres de terras raras, uma classe de materiais de energia magnética que atualmente é o foco de muitos pesquisadores em todo o mundo. Outro exemplo se refere às propriedades mecânicas do aço, que é provavelmente um dos materiais magnéticos funcionais mais antigos e importantes. A dureza mecânica do aço do vaso de pressão do reator, usado em usinas nucleares, é determinado de forma decisiva pela presença de vazios (poros). A figura abaixo mostra a estrutura de spin computada numericamente em torno de um nanoporo esférico; o formalismo do livro permite detectar sua assinatura na seção transversal de espalhamento de nêutrons.

p O livro surgiu ao "casar" dois campos relativamente antigos da física - a teoria do micromagnetismo, de um lado, e o formalismo de dispersão de nêutrons, do outro. Micromagnetics é comumente usado para analisar a distribuição de magnetização ou loop de histerese de materiais magnéticos, enquanto o espalhamento de nêutrons é empregado para obter informações microscópicas sobre a estrutura e dinâmica dos materiais. "Antes, micromagnetismo e espalhamento de nêutrons eram duas comunidades disjuntas que não falavam muito uma com a outra, "acrescenta Michels. Com a publicação do livro, e através da organização de workshops internacionais, como o da European Spallation Source em Lund, espera-se que a metodologia combinada de micromagnetismo e SANS esteja se tornando mais difundida, para que a pesquisa em materiais magnéticos possa progredir ainda mais.

p Esperando ansiosamente, quais são os desafios para os próximos anos? Claramente, muita pesquisa precisa ser realizada nos chamados sistemas complexos, que são materiais que exibem uma infinidade de interações em diferentes escalas de comprimento; exemplos são ferrofluidos, aços magnéticos, vidros giratórios ou ímãs amorfos. É neste subcampo que se espera um grande progresso nos próximos anos; principalmente por meio do aumento do uso de simulações micromagnéticas numéricas em grande escala, que é uma abordagem muito promissora para a compreensão do SANS magnético de sistemas exibindo não homogeneidade de spin em nanoescala.

p O público-alvo do livro consiste em estudantes de graduação, pós-doutorandos e pesquisadores sênior que trabalham na área de magnetismo e materiais magnéticos. O formalismo e os conceitos apresentados no livro permitirão que eles analisem e interpretem seus experimentos SANS ", explica o professor Andreas Michels." Levei cerca de três anos para escrever o livro, e agora estou mais do que feliz em ver sua publicação, "diz Michels. A monografia está disponível em edição de capa dura e como e-book, e podem ser encomendados em livrarias de todo o mundo.