As limalhas de ferro se aglomeram em torno de um anel magnético e de seu campo magnético.
Os cientistas descobriram um novo tipo de ímã escondido em um composto de.
O composto, USb2 (um composto de urânio e antimônio), um chamado ímã “singlet-based”, é novo na medida em que gera magnetismo de uma maneira totalmente diferente do que qualquer outro ímã conhecido pelos cientistas.
Os elétrons, que são partículas carregadas negativamente, geram seus próprios campos magnéticos minúsculos. Esses campos têm um polo “norte” e “sul”, uma consequência de uma propriedade da mecânica quântica conhecida como spin. Na maioria dos objetos, esses campos magnéticos apontam em direções aleatórias, cancelando um ao outro. (É por isso que seu corpo não é um imã gigante.) Mas em certos materiais, esses campos ficam alinhados. Quando isso acontece, eles criam um campo magnético poderoso o suficiente para, por exemplo, mover um monte de ferro ao redor ou fazer com que uma bússola aponte para o norte.
Quase todos os imãs conhecidos no universo funcionam dessa maneira, desde os da sua geladeira e das máquinas de ressonância magnética até o magnetismo do próprio planeta Terra.
Mas o ímã recém-descoberto baseado em singlet funciona de uma maneira completamente diferente.
A USb2 é como muitas outras substâncias em que os elétrons dentro dela não tendem a apontar seus campos magnéticos na mesma direção, de modo que não podem gerar magnetismo por meio da força combinada do campo magnético.
No entanto, os elétrons em USb2 podem trabalhar juntos para formar objetos mecânicos quânticos chamados “spin excitons”.
Os excitons de spin não são como as partículas normais que você aprendeu na física e na química: elétrons, prótons, nêutrons, fótons, etc. Em vez disso, são quase partículas , partículas que não são objetos discretos em nosso universo, mas agem como se fossem quando grupos de partículas físicas começam a agir juntos de formas estranhas.
Os excitons de spin emergem das interações de grupos de elétrons e, quando se formam, um campo magnético é criado.
De acordo com uma declaração dos pesquisadores responsáveis pela descoberta do USb2, os físicos há muito suspeitavam que grupos de spinons pudessem se agrupar com seus campos magnéticos orientados da mesma maneira. Eles chamaram o efeito magnetismo “baseado em singlet”. O fenômeno foi previamente comprovado em flashes breves e frágeis em cenários experimentais ultracoldados, onde a estranha física da mecânica quântica é frequentemente mais pronunciada.
Agora, os físicos mostraram pela primeira vez que esse tipo de ímã pode existir de maneira estável fora dos ambientes de super frio.
No composto USb2, os campos magnéticos se formam rapidamente e desaparecem quase com a mesma rapidez, relataram os pesquisadores em um artigo publicado em 7 de fevereiro na revista Nature Communications .
Nos ímãs de singleto, o campo magnético não resulta de um grande grupo de campos magnéticos caóticos de repente se alinhando, mas sim do aparecimento de um novo tipo de campo magnético entre as partículas existentes.
Em circunstâncias normais, os momentos magnéticos em uma barra de ferro se alinham gradualmente, sem transições bruscas entre estados magnetizados e não magnetizados. Em um ímã baseado em singlet, o salto entre estados é mais nítido. Os spinons, geralmente objetos temporários, ficam estáveis quando se agrupam. E quando esses aglomerados se formam, eles iniciam uma cascata. Como os dominós se encaixando, os excitons de giro enchem a substância inteira muito rapidamente e de repente, e se alinham um com o outro.
Isso é o que parece estar acontecendo na USb2.
A vantagem desse tipo de ímã, escreveu o pesquisador em sua declaração, é que ele oscila entre estados magnetizados e não magnetizados com muito mais facilidade do que os ímãs normais. Dado que muitos computadores dependem da troca de ímãs para armazenar informações, é possível que um dia os dispositivos baseados em singlet funcionem com muito mais eficiência do que as configurações magnéticas convencionais.
