p Os surfistas passam a maior parte do tempo observando ondas longas chegando à costa enquanto tentam pegar uma delas à medida que ela começa a se curvar e quebrar. p Em uma linha semelhante, os cientistas estão trabalhando para criar ondas eletromagnéticas helicoidais cuja curvatura permite imagens mais precisas das propriedades magnéticas de diferentes materiais em nível atômico e pode levar ao desenvolvimento de dispositivos futuros.

p Quando os cientistas usam feixes de elétrons para observar amostras de materiais, eles têm a capacidade de modificar muitos aspectos diferentes das ondas eletromagnéticas que constituem o feixe. Eles podem tornar a amplitude das ondas maior ou menor, ou tornar as ondas mais rápidas ou mais lentas. Contudo, até agora, não houve uma maneira fácil de transformar uma onda plana - como as longas ondas ondulantes no mar - em uma onda helicoidal, como os que caem na costa.

p Em um novo estudo do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE), cientistas criaram pequenas regiões de defeitos magnéticos feitos de ilhas magnéticas em nanoescala montadas em uma grade. As ondas planas interagem com esses defeitos, gerando assim ondas helicoidais.

p "Procuramos ondas com um tipo de onda perfeita, e para gerar o curl, precisamos dar a eles algo em que colidir, que em nosso caso são monopólos magnéticos, "disse o cientista de materiais de Argonne Charudatta (C.D.) Phatak.

p O motivo pelo qual os cientistas estão tão interessados ​​em ondas helicoidais é que elas têm uma propriedade chamada momento angular orbital. Conhecer o momento angular orbital de um feixe de elétrons permite que os cientistas investiguem o comportamento magnético dos materiais em um nível atômico, determinando uma propriedade atômica chamada momento magnético.

p "Se pudermos ver os momentos magnéticos do material, podemos construir uma descrição das propriedades magnéticas totais do material, e como o material manifestará suas propriedades eletrônicas e magnéticas, "Phatak disse.

p Desta maneira, o feixe de elétrons reconfigurado pode ser útil para estudar materiais em que o spin e a magnetização desempenham um papel crucial, potencialmente pavimentando o caminho para novas formas de dispositivos eletrônicos.

p Ter acesso às informações codificadas pelo momento angular orbital também permitirá aos cientistas compreender melhor as nuances dos materiais quirais, que têm um tipo de destreza ou canhota que determina suas propriedades.

p A grade de defeitos pode ser inserida em qualquer microscópio eletrônico de transmissão para fornecer uma maneira direta de obter imagens da amostra. "As pessoas geralmente não pensam em modificar o perfil da viga desta forma, "Phatak disse.

p Na próxima fase do experimento, Phatak explicou que os pesquisadores podem buscar substituir as grades das ilhas magnéticas por solenóides, ou bobinas de fio que podem atuar como eletroímãs. O uso de solenóides permitiria a criação de defeitos magnéticos ajustados com mais precisão. "Agora mesmo, por causa do arranjo da grade magnética, só podemos criar defeitos com uma magnetização cumulativa de dois ou quatro, mas os solenóides nos permitiriam ter uma gama muito mais ampla de estados de magnetização, "Phatak disse.

p Um artigo baseado no estudo, "Evidência direta de defeitos topológicos em ondas de elétrons devido à carga magnética localizada em nanoescala, "apareceu na edição online de 22 de outubro da Nano Letras .