p Uma equipe de cientistas descobriu o primeiro exemplo robusto de um novo tipo de ímã - um que promete melhorar o desempenho das tecnologias de armazenamento de dados. p Este ímã "baseado em singlete" difere dos ímãs convencionais, em que pequenos constituintes magnéticos se alinham uns com os outros para criar um forte campo magnético. Por contraste, o ímã baseado em singlete recém-descoberto tem campos que aparecem e desaparecem, resultando em uma força instável - mas também uma que potencialmente tem mais flexibilidade do que suas contrapartes convencionais.

p "Atualmente, há muitas pesquisas sobre o uso de ímãs e magnetismo para melhorar as tecnologias de armazenamento de dados, "explica Andrew Wray, um professor assistente de física na Universidade de Nova York, que liderou a equipe de pesquisa. "Os ímãs baseados em singlete devem ter uma transição mais repentina entre as fases magnética e não magnética. Você não precisa fazer muito para que o material se mova entre os estados não magnético e fortemente magnético, o que pode ser benéfico para o consumo de energia e a velocidade de comutação dentro de um computador.

p "Também há uma grande diferença em como esse tipo de magnetismo se acopla às correntes elétricas. Os elétrons que chegam ao material interagem muito fortemente com os momentos magnéticos instáveis, em vez de simplesmente passar. Portanto, é possível que essas características possam ajudar com gargalos de desempenho e permitir um melhor controle das informações armazenadas magneticamente. "

p O trabalho, publicado no jornal Nature Communications , também incluiu pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, a Universidade de Maryland, Universidade Rutgers, o Laboratório Nacional de Brookhaven, Binghamton University, e o Laboratório Nacional Lawrence Livermore.

p A ideia desse tipo de ímã remonta à década de 1960, baseado em uma teoria que contrastava fortemente com o que se sabia há muito tempo sobre os ímãs convencionais.

p Um ímã típico contém uma série de minúsculos "momentos magnéticos" que estão travados em alinhamento com outros momentos magnéticos, todos agindo em uníssono para criar um campo magnético. Expor este conjunto ao calor eliminará o magnetismo; esses pequenos momentos permanecerão, mas eles estarão apontando em direções aleatórias, não está mais alinhado.

p Um pensamento pioneiro de 50 anos atrás, por contraste, postulou que um material que carece de momentos magnéticos ainda pode ser capaz de ser um ímã. Isso parece impossível, os cientistas observam, mas funciona por causa de um tipo de momento magnético temporário chamado de "spin exciton, "que pode aparecer quando os elétrons colidem uns com os outros nas condições certas.

p "Um único exciton de spin tende a desaparecer em pouco tempo, mas quando você tem muitos deles, a teoria sugere que eles podem se estabilizar e catalisar o aparecimento de ainda mais excitons de spin, em uma espécie de cascata, "Wray explica.

p No Nature Communications pesquisar, os cientistas procuraram descobrir esse fenômeno. Vários candidatos foram encontrados desde a década de 1970, mas todos eram difíceis de estudar, com magnetismo apenas estável em temperaturas extremamente baixas.

p Usando espalhamento de nêutrons, Espalhamento de raios-X, e simulações teóricas, os pesquisadores estabeleceram uma ligação entre os comportamentos de um ímã muito mais robusto, USb2, e as características teorizadas de ímãs baseados em singlete.

p "Este material tem sido um grande enigma nas últimas décadas - as maneiras como o magnetismo e a eletricidade se comunicam dentro dele eram conhecidas como bizarras e só começaram a fazer sentido com esta nova classificação, "comenta Lin Miao, um pós-doutorado da NYU e o primeiro autor do artigo.

p Especificamente, eles descobriram que o USb2 contém os ingredientes essenciais para esse tipo de magnetismo - particularmente uma propriedade da mecânica quântica chamada "Hundness", que governa como os elétrons geram momentos magnéticos. Hundness foi recentemente demonstrado ser um fator crucial para uma gama de propriedades da mecânica quântica, incluindo supercondutividade.