p Os ímãs geralmente abrigam belezas ocultas. Pegue um ímã de geladeira simples:um tanto contra-intuitivo, é 'pegajoso' de um lado, mas não do outro. O segredo está na forma como a magnetização é organizada em um padrão bem definido dentro do material. Texturas de magnetização mais complexas estão no cerne de muitas tecnologias modernas, como unidades de disco rígido. Agora, uma equipe internacional de cientistas do Instituto Paul Scherrer PSI, ETH Zurique, a Universidade de Cambridge, o Instituto de Física e Engenharia de Donetsk e o Instituto de Matemática Numérica RAS em Moscou relatam a descoberta de estruturas magnéticas inesperadas dentro de um pequeno pilar feito de cobalto gadolínio de material magnético. Enquanto escrevem em um artigo publicado hoje na revista Física da Natureza , os pesquisadores observaram configurações em forma de loop submicrométricas, que eles identificaram como anéis de vórtice magnéticos. Muito além de seu apelo estético, essas texturas podem apontar o caminho para outras estruturas tridimensionais complexas que surgem na massa de ímãs, e poderia um dia constituir a base para novas aplicações tecnológicas. p Percepções hipnotizantes

p Determinar o arranjo de magnetização dentro de um ímã é extraordinariamente desafiador, em particular para estruturas em micro e nanoescala, para os quais os estudos normalmente se limitam a observar uma camada rasa logo abaixo da superfície. Isso mudou em 2017, quando pesquisadores da PSI e ETH Zurich introduziram um novo método de raios-X para a nanotomografia de ímãs em massa, que eles demonstraram em experimentos na Swiss Light Source SLS. Esse avanço abriu uma janela única para a vida interna dos ímãs, fornecer uma ferramenta para determinar configurações magnéticas tridimensionais em nanoescala dentro de amostras de tamanho micrométrico.

p Utilizando esses recursos, membros da equipe original, junto com colaboradores internacionais, agora se aventurou em um novo território. As formas de loop impressionantes que eles observaram aparecem nas mesmas amostras de micropilar de cobalto de gadolínio em que haviam detectado antes configurações magnéticas complexas que consistem em vórtices - o tipo de estrutura visto quando a água espirala para baixo de uma pia - e suas contrapartes topológicas, antivórtices. Essa foi a primeira vez, mas a presença dessas texturas não foi surpreendente em si. Inesperadamente, Contudo, os cientistas também encontraram loops que consistem em pares de vórtices e antivórtices. Essa observação provou ser confusa inicialmente. Com a implementação de novas técnicas sofisticadas de análise de dados, eles finalmente estabeleceram que essas estruturas são os chamados anéis de vórtice - em essência, vórtices em forma de donut.

p Uma nova reviravolta em uma velha história

p Os anéis de vórtice são familiares a todos que já viram anéis de fumaça sendo soprados, ou quem assistiu golfinhos produzindo bolhas de ar em forma de loop, para seu próprio divertimento, tanto quanto para o de sua audiência. Os anéis de vórtice magnéticos recém-descobertos são cativantes por si próprios. Não apenas a observação deles verifica as previsões feitas cerca de duas décadas atrás, resolver a questão de saber se tais estruturas podem existir. Eles também ofereceram surpresas. Em particular, anéis de vórtice magnético foram previstos para serem um fenômeno transitório, mas nos experimentos agora relatados, essas estruturas revelaram-se notavelmente estáveis.

p A estabilidade dos anéis de vórtice magnético deve ter implicações práticas importantes. Para um, eles podem potencialmente se mover através de materiais magnéticos, como anéis de fumaça se movem de forma estável através do ar, ou anéis de bolha de ar através da água. Aprender como controlar os anéis dentro do volume do ímã pode abrir perspectivas interessantes para armazenamento e processamento de dados 3-D com eficiência energética. Há interesse na física dessas novas estruturas, também, já que os anéis de vórtice magnéticos podem assumir formas impossíveis para suas contrapartes de fumaça e bolhas. A equipe já observou algumas configurações exclusivas, e daqui para frente, sua exploração futura promete trazer à luz ainda mais beleza magnética.