Un nuevo tipo de magnetismo “está ampliando nuestra comprensión de la materia”

El magnetismo ha estado presente en la ciencia desde los inicios de nuestra exploración científica. Al principio nos llamaba la atención su capacidad para mover objetos metálicos y repeler otros imanes si se enfrentaban a polos opuestos. Y ahora llegamos a un punto que se había anticipado, pero nunca confirmado: la existencia de un nuevo tipo de magnetismo.

Los materiales magnéticos obtienen su “poder” del comportamiento de los átomos en su interior. Dentro de los materiales sólidos, los átomos están rodeados por electrones y todos tienen una propiedad llamada espín, que dota a cada átomo de su propio y diminuto campo magnético. El espín total de cada átomo está representado por una flecha que puede apuntar en diferentes direcciones.

En el ferromagnetismo (una de las dos clases de magnetismo conocida hasta ahora) todos los espines del interior del material están alineados. Si se les aplica otro campo magnético, los espines se alinean y se produce la “magia”. Esto ha permitido, por ejemplo, usar el magnetismo para crear las memorias de los ordenadores: cabezales de lectura/escritura detectan pequeñas partículas magnéticas que son interpretadas como unos y ceros. En el caso del antiferromagnetismo, esta magia no se produce y los espines se colocan en direcciones opuestas.

Pero el magnetismo todavía guardaba un secreto. Un equipo de científicos, liderados por Libor Smejkal, de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz, ha encontrado recientemente signos de una clase de magnetismo completamente nueva, una con características de los dos tipos de magnetismo mencionadas antes. Todo comenzó cuando Šmejkal, buscaba un posible material antiferromagnético y comenzó a trabajar con dióxido de rutenio, un compuesto que mostraba algunas características ferromagnéticas y también antiferromagnéticas. El equipo de Smejkal lo llamó alterimanes, pues combinan las características más preciadas de los ferromagnetos y de los antiferromagnetos: cuentan con la estabilidad y las rápidas velocidades de giro de un antiferroimán, pero los espines son más fáciles de utilizar en memoria de ordenadores.

Los resultados se han publicado en Nature y predicen que más de 200 materiales serán altermagnéticos, más del doble que los materiales ferromagnéticos conocidos hasta la fecha. Esto permitirá desarrollar nuevas memorias magnéticas, más rápidas y eficientes que las actuales, sensores más precisos o acelerar la llegada de los ansiados ordenadores cuánticos.

Científicos del laboratorio de Smejkal ya han encontrado varios materiales que parecen exhibir este “tipo de magnetismo fundamentalmente nuevo – explica Paul McClarty, quien no participó del estudio, en un editorial -. Este hallazgo amplía nuestra comprensión de las formas en que puede funcionar la materia”.