{"id":49032,"date":"2024-02-03T20:00:47","date_gmt":"2024-02-04T01:00:47","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=49032"},"modified":"2024-02-03T20:00:48","modified_gmt":"2024-02-04T01:00:48","slug":"un-extrano-tipo-de-magnetismo-es-hallado-en-material-de-solo-seis-atomos-de-grosor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2024\/02\/03\/un-extrano-tipo-de-magnetismo-es-hallado-en-material-de-solo-seis-atomos-de-grosor\/","title":{"rendered":"Un extra\u00f1o tipo de magnetismo es hallado en material de s\u00f3lo seis \u00e1tomos de grosor"},"content":{"rendered":"\n

Hace m\u00e1s de medio siglo, el f\u00edsico japon\u00e9s Yosuke Nagaoka teoriz\u00f3 una forma en que un campo magn\u00e9tico podr\u00eda expandirse a partir de electrones serpenteantes que buscan inquietos un lugar para descansar, que era radicalmente diferente de los modelos convencionales de ferromagnetismo. Un fen\u00f3meno observado recientemente en una pila de semiconductores alternos podr\u00eda explicarse por las especulaciones de Nagaoka, aunque arroja algunas sorpresas imprevistas. En un experimento dirigido por investigadores de la ETH Z\u00fcrich en Suiza, se superpusieron rejillas at\u00f3micamente delgadas de dos materiales sint\u00e9ticos diferentes, como p\u00e1ginas del libro m\u00e1s delgado del mundo, para crear un efecto repetitivo conocido como patr\u00f3n muar\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

“Estos materiales muar\u00e9 han despertado un gran inter\u00e9s en los \u00faltimos a\u00f1os, ya que pueden utilizarse para investigar muy bien los efectos cu\u00e1nticos de electrones que interact\u00faan fuertemente”, explica el f\u00edsico y autor principal del estudio, Ata\u00e7 Imamo\u011flu.<\/p>\n\n\n\n

“Sin embargo, hasta ahora se sab\u00eda muy poco sobre sus propiedades magn\u00e9ticas”.<\/p>\n\n\n\n

El magnetismo es el esfuerzo en equipo de numerosos electrones que se organizan seg\u00fan un contrato cu\u00e1ntico dictado por una propiedad llamada esp\u00edn. A diferencia de la rotaci\u00f3n de una pelota, el esp\u00edn de un electr\u00f3n es una caracter\u00edstica binaria. Nunca es r\u00e1pido ni lento, s\u00f3lo sube o baja. O, si los imagina como peque\u00f1os imanes, hacia el norte o hacia el sur.<\/p>\n\n\n\n

Disp\u00f3n suficientes de esos peque\u00f1os imanes para que sus giros se alineen. Su comportamiento colectivo permitir\u00e1 que algo as\u00ed como un simple trozo de hierro pegue el dibujo de un narciso sonriente de su sobrina en la puerta del refrigerador. Ese acuerdo sobre c\u00f3mo alinearse es cortes\u00eda de una interacci\u00f3n entre electrones sentados tranquilamente en los asientos de la \u00faltima fila de sus \u00e1tomos. La ley cu\u00e1ntica dicta que los electrones con el mismo esp\u00edn realmente deben mantenerse alejados unos de otros, lo que, en las circunstancias adecuadas, crea un patr\u00f3n que magnifica su magnetismo. En la d\u00e9cada de 1960, Nagaoka se dio cuenta de que un tipo similar de disposici\u00f3n podr\u00eda formarse a trav\u00e9s de un acuerdo completamente diferente, uno determinado no por intercambios basados en los espines de los electrones sino por su pasi\u00f3n por los viajes.<\/p>\n\n\n\n

Imagin\u00f3 una cuadr\u00edcula, no muy diferente de un paisaje urbano poblado por electrones sentados en las esquinas como m\u00fasicos callejeros ansiosos. Se dio cuenta de que si se dejaba s\u00f3lo un rinc\u00f3n vac\u00edo, los electrones se mover\u00edan, deseosos de encontrar un espacio lo m\u00e1s lejos posible de los otros m\u00fasicos callejeros cu\u00e1nticos. Cada salto dejar\u00eda una nueva vacante, provocando que un ‘agujero’ saltara de calle en calle.<\/p>\n\n\n\n

Guiado por este efecto cin\u00e9tico de las esquinas vac\u00edas, podr\u00eda surgir el mismo efecto a gran escala de espines, generando un campo magn\u00e9tico m\u00e1s exagerado. Es un efecto que desde entonces se ha observado en un peque\u00f1o pu\u00f1ado de electrones. Sin embargo, hasta ahora, nadie hab\u00eda observado el magnetismo “cin\u00e9tico” de Nagaoka emergiendo en masa en un material.<\/p>\n\n\n\n

“Hasta ahora, estos mecanismos del magnetismo cin\u00e9tico s\u00f3lo se han detectado en sistemas modelo, por ejemplo en cuatro puntos cu\u00e1nticos acoplados, pero nunca en sistemas de estado s\u00f3lido extendidos como el que utilizamos”, afirma Imamo\u011flu.<\/p>\n\n\n\n

Ese sistema constaba de seis capas de dos semiconductores diferentes: diseleniuro de molibdeno y disulfuro de tungsteno. De manera similar a las cuadr\u00edculas de Nagaoka, cada una podr\u00eda apilarse una encima de la otra de una manera que creara “esquinas de calles” a partir del efecto muar\u00e9 de los espacios entre las capas.<\/p>\n\n\n\n

Una vez que las capas delgadas se enfriaron para eliminar la mayor cantidad posible de oscilaciones t\u00e9rmicas, se aplic\u00f3 un voltaje para enviar un hilo de electrones. Efectivamente, cada m\u00fasico callejero encontr\u00f3 una esquina para sacar su estilo especial de m\u00fasica. Sin embargo, a diferencia de lo que imaginaba Nagaoka, el magnetismo s\u00f3lo apareci\u00f3 cuando hubo un excedente significativo de electrones.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Paramagnetismo (izquierda) donde los espines de los electrones est\u00e1n dispuestos aleatoriamente y los campos magn\u00e9ticos no crecen. Los ferromagnetos cin\u00e9ticos (derecha) presentan ‘doblones’ de espines de electrones que pueden conducir a un magnetismo a mayor escala. Ciorciaro et al., Nature, 2023.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

En lugar de dejarse atraer hacia una armon\u00eda magn\u00e9tica por la promesa de espacios vac\u00edos, fue la competencia por un lugar armonioso para tocar lo que gener\u00f3 actos duales de corta duraci\u00f3n conocidos como doblones. Un n\u00famero suficiente de estas asociaciones que entraban y desaparec\u00edan causaron que el material se volviera magn\u00e9tico de una manera que los f\u00edsicos nunca antes hab\u00edan visto. Si bien es poco probable que el proceso conduzca a alguna nueva tecnolog\u00eda (o formas de colocar dibujos de narcisos en los refrigeradores) en el corto plazo, s\u00ed brinda a los investigadores informaci\u00f3n sobre comportamientos que podr\u00edan informar la electr\u00f3nica del futuro.<\/p>\n\n\n\n

Esta investigaci\u00f3n fue publicada en Nature<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Fuente: Science Alert<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Hace m\u00e1s de medio siglo, el f\u00edsico japon\u00e9s Yosuke Nagaoka teoriz\u00f3 una forma en que un campo magn\u00e9tico podr\u00eda expandirse a partir de electrones serpenteantes que buscan inquietos un lugar para descansar, que era radicalmente diferente de los modelos convencionales de ferromagnetismo. Un fen\u00f3meno observado recientemente en una pila de semiconductores alternos podr\u00eda explicarse por […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[4],"tags":[],"class_list":["post-49032","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-fisica"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/49032","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=49032"}],"version-history":[{"count":11,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/49032\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":49044,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/49032\/revisions\/49044"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=49032"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=49032"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=49032"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}