p O grupo de pesquisa do Professor Jairo Sinova no Instituto de Física da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz (JGU), em colaboração com pesquisadores de Praga, Cambridge, e Nottingham, previram e descobriram um novo fenômeno físico que permite manipular o estado de um ímã por sinais elétricos. Tecnologias atuais para escrita, armazenamento, e as informações de leitura são baseadas em carga ou em rotação. Flash de semicondutor ou memórias de acesso aleatório são exemplos importantes entre a grande variedade de dispositivos baseados em carga. p Eles utilizam a possibilidade oferecida pelos semicondutores para manipular eletricamente e detectar facilmente seus estados de carga eletrônica que representam os "zeros" e "uns". A desvantagem é que perturbações fracas, como impurezas, mudança de temperatura, ou a radiação pode levar a redistribuições de carga descontroladas e, como consequência, à perda de dados. Dispositivos baseados em spin operam em um princípio totalmente distinto. Em alguns materiais, como ferro, os spins do elétron geram magnetismo e a posição dos pólos norte e sul do ímã pode ser usada para armazenar os zeros e uns. Essa tecnologia está por trás de aplicativos de memória que variam de cartões de tarja magnética de kilobyte a discos rígidos de computador com terabytes.

p Uma vez que são baseados em spin, os dispositivos são muito mais robustos contra perturbações de carga. Contudo, a desvantagem das memórias magnéticas atuais é que, para inverter os pólos norte e sul do ímã, ou seja, vire o zero para um ou vice-versa, a ponta magnética deve ser acoplada a um eletroímã ou a outro ímã permanente. Se, em vez disso, alguém pudesse virar os pólos por um sinal elétrico sem envolver outro ímã, uma nova geração de memórias pode ser considerada combinando os méritos de ambos os dispositivos baseados em carga e rotação.

p Para sacudir um ímã eletricamente sem envolver um eletroímã ou outro ímã permanente, é preciso sair do reino da física clássica e entrar na mecânica quântica relativística. A relatividade de Einstein permite que os elétrons sujeitos à corrente elétrica ordenem seus spins para que se tornem magnéticos. Os pesquisadores pegaram um ímã permanente GaMnAs e, aplicando uma corrente elétrica dentro do ímã permanente, criaram uma nova nuvem magnética interna, que foi capaz de manipular o ímã permanente circundante. O trabalho foi publicado na revista Nature Nanotechnology em 2 de março de 2014.

p O fenômeno observado está intimamente relacionado ao efeito Hall de spin intrínseco relativístico que Jörg Wunderlich, Jairo Sinova, e Tomas Jungwirth descobriu em 2004 após uma previsão de Sinova e colegas de trabalho em 2003. Desde então, tornou-se uma demonstração de livro de como as correntes elétricas podem magnetizar qualquer material. "Há dez anos, previmos e descobrimos como as correntes elétricas podem gerar correntes de spin puras por meio da estrutura intrínseca dos materiais. Agora, mostramos como esse efeito pode ser revertido para manipular ímãs pela polarização induzida pela corrente. Esses novos fenômenos são importantes tópico de pesquisa hoje, uma vez que podem levar a uma nova geração de dispositivos de memória. Além de nossas colaborações em curso, esta direção de pesquisa combina muito bem com a pesquisa experimental em andamento aqui em Mainz. Fazer parte desta pesquisa líder mundial e trabalhar com excelentes colegas é um imenso privilégio e estou muito animado com o futuro ", diz o professor Jairo Sinova.