“Há provas irrefutáveis de um novo tipo de magnetismo que não pode ser explicado pela interação de troca”. “Magnetismo cinético” tem sido um conceito teórico durante décadas e nunca tinha sido observado em materiais sólidos.
Cientistas da ETH Zurich revelaram uma forma de magnetismo anteriormente desconhecida, encontrada em materiais de moiré produzidos artificialmente, revelou pesquisa publicada na Nature na passada quarta-feira.
O novo magnetismo é diferente de todas as formas conhecidas até então, como o ferromagnetismo, que faz os ímanes aderirem ao seu frigorífico, e o paramagnetismo.
Concentrando-se nas propriedades magnéticas dos materiais de moiré, materiais experimentais conhecidos pelas suas estruturas de rede únicas, capazes de conter eletrões. São criados pela sobreposição de folhas bidimensionais de diseleneto de molibdénio e dissulfeto de tungsténio.
Para descobrir o tipo específico de magnetismo presente nestes materiais, os cientistas começaram por introduzir eletrões na rede, utilizando uma corrente elétrica e aumentando gradualmente a voltagem.
De seguida, usaram um laser para iluminar o material, medindo a reflexão da luz em várias polarizações para determinar a orientação dos spins dos eletrões — um indicador chave do tipo de magnetismo.
Inicialmente, o material exibiu paramagnetismo, onde os spins dos eletrões apontam em direções aleatórias. No entanto, à medida que mais eletrões foram adicionados à rede, o material sofreu uma mudança súbita para ferromagnetismo, onde os spins dos eletrões se alinham na mesma direção.
A transição ocorreu precisamente quando a rede foi preenchida por mais do que um eletrão por lugar, indicando um mecanismo para além da interação de troca tradicional que normalmente impulsiona o ferromagnetismo.
“Há provas irrefutáveis de um novo tipo de magnetismo que não pode ser explicado pela interação de troca”, afirma o autor do estudo, Ataç Imamoğlu, de acordo com o New Atlas.
A equipa propõe que o fenómeno ocorre à medida que os eletrões preenchem a rede através de túnel quântico e se agrupam em partículas conhecidas como “doublons”. À medida que os eletrões procuram minimizar a sua energia cinética, alinham os seus spins, criando assim o ferromagnetismo.
Este “magnetismo cinético” tem sido um conceito teórico durante décadas e nunca tinha sido observado em materiais sólidos até agora.
A descoberta abre os horizontes da pesquisa em magnetismo e ciência dos materiais e leva potencialmente a tecnologias e aplicações inovadoras em vários campos.
