Un equipo de científicos ha descubierto el primer ejemplo sólido de un nuevo tipo de imán, uno que aparentemente no debería existir.
Usando un compuesto de uranio, este nuevo imán podría mejorar el rendimiento de las tecnologías de almacenamiento de información en el futuro. Los detalles fueron publicados en Nature Communications.
¿SINGLETES?
Los imanes convencionales están hechos de pequeñas partículas, cuyo magnetismo se alinea entre sí en una dirección para crear un campo magnético fuerte. La "dirección" del magnetismo para cada una de las partículas se llama momento magnético.
Por otro lado tenemos algunos materiales que se encuentran en un "estado singlete", un estado en el que sus campos magnéticos aparecen y desaparecen, y se unen a otros para formar grupos alineados, generando una fuerza inestable. Estos materiales no deberían poder convertirse en imanes, pero lo hacen.
El equipo encontró que un compuesto de uranio y antimonio puede convertirse en un imán aunque sus partículas están en estados singletes. Según NewScientist, este compuesto contiene paquetes de energía (que no son precisamente partículas) que tienen un momento magnético, y que a la temperatura adecuada pueden formar grupos que generen campos magnéticos.
ANTECEDENTES
La idea de este tipo de imanes data de la década de los 70s. En ese entonces todos los experimentos que se llevaron a cabo para hacer este tipo de imán fracasaron. ¿Por qué? Los científicos debían trabajar con temperaturas realmente bajas, lo cual hacía imposible estudiar el material y confirmar si efectivamente se había convertido en un imán.
"Este es el primer (material) verdaderamente robusto con el que podemos jugar de una manera útil para estudiarlo a nivel microscópico", explica Andrew Wray, profesor asistente de física en la Universidad de Nueva York, quien dirigió el equipo de investigación.
Adicionalmente, los compuestos de uranio con los que trabajaron se volvieron magnéticos a aproximadamente -70 °C, que es una temperatura mucho mayor a la que se usaron en los experimentos de décadas atrás.
APLICACIONES
"Hay una gran cantidad de investigaciones en estos días sobre el uso de imanes y magnetismo para mejorar las tecnologías de almacenamiento de datos", explica Andrew Wray.
Una de las grandes ventajas de los imanes basados en singletes es que deberían tener una transición más repentina entre las fases magnética y no magnética. No es necesario hacer tanto para que el material cambie entre los estados no magnéticos y los altamente magnéticos, lo que podría ser beneficioso para el consumo de energía y la velocidad de transferencia de información dentro de una computadora.
Wray explica que también hay una gran diferencia en cómo este tipo de magnetismo se combina con las corrientes eléctricas. "Los electrones que entran en el material interactúan muy fuertemente con los momentos magnéticos inestables, en lugar de simplemente pasar". Por este motivo, estos nuevos imanes podrían ayudar a solucionar los cuellos de botella y permitir un mejor control de la información almacenada magnéticamente".
El estudio de materiales puede revolucionar de manera impensable la tecnología del futuro. Hace unos meses se desarrolló una nueva forma de carbono ultrafuerte y ligera, que además es elástica y eléctricamente conductiva, con potenciales aplicaciones en la ingeniería aeroespacial y el desarrollo de armaduras militares. Además, otro grupo de científicos consiguió desarrollar un material que era tan fuerte como el titanio, pero de cuatro a cinco veces más liviano: la madera metálica.
Referencia bibliográfica:
Lin Miao, et al. 2019. High temperature singlet-based magnetism from Hund’s rule correlations. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-019-08497-3
Más información: Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.
