Los científicos descubren un nuevo tipo de cuasipartícula presente en todos los materiales magnéticos

Recientemente, los investigadores hicieron un descubrimiento innovador a nanoescala: un nuevo tipo de cuasipartícula que se encuentra en todos los materiales magnéticos, sin importar su fuerza o temperatura. Estas nuevas propiedades revolucionan lo que los investigadores sabían anteriormente sobre el magnetismo, demostrando que no es tan estático como se creía.

«Cinética topológica emergente de cuasipartículas en nanoimanes constreñidos», fue publicado en Investigación de revisión física. Los investigadores incluyen a Deepak Singh y Carsten Ullrich de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Missouri, junto con sus equipos de estudiantes y becarios postdoctorales.

«Todos hemos visto las burbujas que se forman en el agua con fuel u otras bebidas carbonatadas», dijo Ullrich, profesor distinguido de Física y Astronomía de los curadores. «Las cuasipartículas son como esas burbujas y descubrimos que pueden moverse libremente a velocidades notablemente rápidas».

Este descubrimiento podría ayudar al desarrollo de una nueva generación de productos electrónicos que sean más rápidos, más inteligentes y más eficientes energéticamente. Pero primero, los científicos deben determinar cómo este hallazgo podría influir en esos procesos.

Un campo científico que podría beneficiarse directamente del descubrimiento de los investigadores es la espintrónica o «electrónica del espín». Mientras que la electrónica tradicional utiliza la carga eléctrica de los electrones para almacenar y procesar información, la espintrónica utiliza el espín pure de los electrones, una propiedad que está intrínsecamente ligada a la naturaleza cuántica de los electrones, dijo Ullrich.

Por ejemplo, la batería de un teléfono celular podría durar cientos de horas con una sola carga cuando se alimenta con espintrónica, dijo Singh, profesor asociado de física y astronomía que se especializa en espintrónica.

«La naturaleza del espín de estos electrones es responsable de los fenómenos magnéticos», dijo Singh. «Los electrones tienen dos propiedades: una carga y un espín. Entonces, en lugar de usar la carga convencional, usamos la propiedad rotacional o de giro. Es más eficiente porque el espín disipa mucha menos energía que la carga».

El equipo de Singh, incluido el ex estudiante de posgrado Jiason Guo, manejó los experimentos, utilizando los años de experiencia de Singh con materiales magnéticos para refinar sus propiedades. El equipo de Ullrich, con el investigador postdoctoral Daniel Hill, analizó los resultados de Singh y creó modelos para explicar el comportamiento único que estaban observando bajo potentes espectrómetros ubicados en el Laboratorio Nacional Oak Ridge.

El estudio precise se basa en el estudio anterior del equipo, publicado en Comunicaciones de la naturalezadonde informaron por primera vez de este comportamiento dinámico a nivel de nanoescala.