Revolução no magnetismo: Novo programa de pesquisa iniciado na JGU!

Revolução no magnetismo: Novo programa de pesquisa iniciado na JGU!

O campo de investigação do magnetismo enfrenta mudanças significativas com o lançamento de um novo Programa Prioritário (SPP) que se concentra no desenvolvimento de sistemas magnéticos não convencionais. Jairo Sinova da Universidade Johannes Gutenberg Mainz (JGU) coordena este programa inovador, que trata de pesquisa básica e aplicada nesta área interessante. A Fundação Alemã de Pesquisa (DFG) aprovou o SPP intitulado “Magnetismo Não Convencional: Além do Paradigma do Magnetismo de Onda S” e está disponibilizando cerca de oito milhões de euros para os próximos três anos. O projeto terá início oficialmente em 2026.

O SPP visa redefinir os desafios da tecnologia da informação e ultrapassar os limites da velocidade, densidade de armazenamento e eficiência. Está particularmente preocupado com o desenvolvimento de componentes e dispositivos baseados em magnetismo não convencional. Um conceito proeminente nesta pesquisa é a “tecnologia teramagnética”, que poderia permitir que a velocidade e a eficiência aumentassem mil vezes em relação às tecnologias atuais. Isto poderia ter implicações potencialmente revolucionárias para a infra-estrutura electrónica e de comunicações digitais.

Alterar o magnetismo como uma tecnologia chave

Um componente chave do SPP é a pesquisa sobre o alter magnetismo, um terceiro tipo de magnetismo recém-descoberto que foi previsto teoricamente e confirmado experimentalmente. Alter magnetismo combina as vantagens dos ferromagnetos e antiferromagnetos. Os spins magnéticos dos átomos estão alinhados alternadamente, mas sob a influência de um forte campo magnético. Isto abre possibilidades de aplicação completamente novas nas áreas de eletrônica e spintrônica. A descoberta do alter magnetismo foi postulada por físicos da JGU e da Academia Tcheca de Ciências em 2019 e caracterizada como comportamento magnético específico em 2021.

Formas de magnetismo anteriormente conhecidas, como ferromagnetismo e antiferromagnetismo, têm propriedades convincentes: os ferromagnetos têm spins alinhados na mesma direção e geram um campo magnético externo, enquanto os antiferromagnetos têm spins antiparalelos e, portanto, não produzem um campo magnético externo mensurável. Os ímãs Alter, por outro lado, combinam as propriedades de ambas as categorias, resultando em uma corrente polarizada por spin. Apesar de suas propriedades únicas, eles não produzem um campo magnético mensurável externamente.

Confirmação experimental e perspectivas futuras

Recentemente, o alter magnetismo foi confirmado experimentalmente no composto cristalino telureto de manganês (MnTe), que foi anteriormente classificado como um antiferromagneto. Usando espectroscopia de fotoemissão de raios X, a divisão do spin do elétron foi analisada, com resultados consistentes com as previsões teóricas. Isto confirmou a existência do altermagnetismo e mostra que foram identificados mais de 200 candidatos para comportamento altermagnético, exibindo uma variedade de propriedades de isolantes, semicondutores, metais e supercondutores.

A pesquisa sobre o alter magnetismo e o novo programa prioritário é liderada por personalidades importantes como o Prof. Jairo Sinova e o Dr. Sinova trabalha na JGU desde 2014 e é considerada especialista em propriedades magnéticas em microeletrônica. Šmejkal, que fez parte do grupo de Sinova até 2024, agora lidera uma equipe no Instituto Max Planck de Física de Sistemas Complexos, em Dresden. O seu trabalho pode ser a chave para o avanço da teoria e aplicação do magnetismo na tecnologia de amanhã.

No geral, a colaboração interdisciplinar entre equipas de investigação de diferentes áreas, como a matéria condensada, a ciência dos materiais e a engenharia, está no centro dos esforços para explorar o potencial do magnetismo não convencional. Os desenvolvimentos nesta área poderão não só expandir os fundamentos da física, mas também permitir aplicações práticas que prometem avanços significativos na tecnologia da informação.

Para mais informações sobre este tópico você pode ler os relatórios de Universidade de Mainz e Ciência.de ser consultado.