Pesquisadores da Skoltech, KTH Royal Institute of Technology, e a Universidade de Uppsala previram a existência de ferromagnetismo antichiral, uma propriedade não trivial de alguns cristais magnéticos que abre a porta para uma variedade de novos fenômenos magnéticos. O artigo foi publicado na revista Revisão Física B .

Quiralidade, ou lateralidade, é uma propriedade fundamental extremamente importante de objetos em muitos campos da física, matemática, química e biologia; um objeto quiral não pode ser sobreposto em sua imagem espelhada de forma alguma. Os objetos quirais mais simples são as mãos humanas, daí o próprio termo. O oposto de quiral é aquiral:um círculo ou um quadrado são objetos aquirais simples.

A quiralidade pode ser aplicada a entidades muito mais complexas; por exemplo, interações internas concorrentes em um sistema magnético podem levar ao aparecimento de texturas magnéticas periódicas na estrutura que diferem de suas imagens no espelho - isso é chamado de ordenação ferromagnética quiral. Cristais quirais são amplamente considerados candidatos promissores para armazenamento de dados magnéticos e realização de dispositivos de processamento, já que as informações podem ser codificadas por meio de suas texturas magnéticas não triviais.

Anastasia Pervishko, cientista pesquisador do Centro Skoltech para Ciência e Engenharia Computacional e Intensiva de Dados (CDISE), e seus colegas usaram análise baseada em simetria e cálculos numéricos para prever a existência de ferromagnetismo antichiral - um tipo de ordenação ferromagnética quando ambos os tipos de quiralidade (lateralidade) existem simultaneamente e se alternam no espaço.

"Em contraste com as texturas quirais e aquirais, prevemos uma ordem magnética fundamentalmente diferente em ferromagnetos tetraédricos. Usamos o termo 'anticiralidade' para destacar a modulação espontânea da direção da magnetização com uma alternância de quiralidade espacial entre destros e canhotos induzida pela simetria do cristal, "Pervishko diz.

Ela explica que a quiralidade nessa textura magnética periódica se alterna no espaço, enquanto a invariante de torção média é zero. "Pode-se imaginar isso como uma modulação magnética em que alguma parte é caracterizada por destros e a outra por canhotos; isso difere drasticamente das texturas quirais convencionais em que a destreza é preservada, "Pervishko acrescenta.

A equipe mostrou que o ferromagnetismo antichiral pode ser observado em uma classe de cristais em que muitos minerais são formados naturalmente. Para fazer isso, eles estudaram o ordenamento magnético na estrutura com a simetria do cristal tetraédrico e usaram a análise micromagnética para derivar esse novo ordenamento antichiral.

"Graças a este estado básico não convencional, a ordenação magnética proposta pode resultar em uma rica família de fenômenos magnéticos, incluindo domínios magnéticos únicos e skyrmions que são fundamentalmente diferentes das texturas quirais. Esta descoberta desencadeia uma investigação teórica e experimental neste tipo de materiais magnéticos, "Anastasia Pervishko conclui.