Los científicos han descubierto un nuevo tipo de imán escondido en un compuesto de uranio.
El compuesto, USb2 (un compuesto de uranio y antimonio), un llamado imán "a base de singletes", es novedoso porque genera magnetismo de una manera completamente diferente a cualquier otro imán conocido por los científicos.
Los electrones, que son partículas cargadas negativamente, generan sus propios pequeños campos magnéticos. Estos campos tienen un polo "norte" y "sur", una consecuencia de una propiedad mecánica cuántica conocida como espín. En la mayoría de los objetos, estos campos magnéticos apuntan en direcciones aleatorias y se anulan entre sí. (Es por eso que su cuerpo no es un imán gigante). Pero en ciertos materiales, esos campos se alinean. Cuando eso sucede, crean un campo magnético lo suficientemente poderoso como para, por ejemplo, mover un montón de limaduras de hierro o hacer que una brújula apunte hacia el norte.
Casi todos los imanes conocidos en el universo funcionan de esta manera, desde los que están en su refrigerador y máquinas de resonancia magnética hasta el magnetismo del planeta Tierra.
Pero el nuevo imán basado en singlete funciona de una manera completamente diferente.
USb2 es como muchas otras sustancias en el sentido de que los electrones en su interior no tienden a apuntar sus campos magnéticos en la misma dirección, por lo que no pueden generar magnetismo a través de su fuerza combinada de campo magnético.
Sin embargo, los electrones en USb2 pueden trabajar juntos para formar objetos de mecánica cuántica llamados "excitones de espín".
Los excitones de giro no son como las partículas normales que aprendiste en la clase de física y química: electrones, protones, neutrones, fotones, etc. En cambio, son cuasipartículas, partículas que no son objetos discretos en nuestro universo pero actúan como si fueran .
Los excitones de giro emergen de las interacciones de grupos de electrones, y cuando se forman, se crea un campo magnético.
Según una declaración de los investigadores responsables del descubrimiento de USb2, los físicos habían sospechado durante mucho tiempo que grupos de excitones de espín podrían agruparse junto con sus campos magnéticos orientados de la misma manera. Llamaron al efecto magnetismo "basado en singletes". El fenómeno se probó previamente en breves y frágiles destellos en entornos experimentales ultrafríos, donde la extraña física de la mecánica cuántica a menudo es más pronunciada.
Ahora, los físicos han demostrado por primera vez que este tipo de imán puede existir de manera estable fuera de los entornos superenfriados.
En el compuesto USb2, los campos magnéticos se forman en un instante y desaparecen casi tan rápido, informaron los investigadores en un artículo publicado el 7 de febrero en la revista Nature Communications.
En circunstancias normales, los momentos magnéticos en una barra de hierro se alinean gradualmente, sin transiciones bruscas entre los estados magnetizados y no magnetizados. En un imán basado en singlete, el salto entre estados es más agudo. Los excitones de giro, generalmente objetos temporales, se vuelven estables cuando se agrupan. Y cuando se forman esos grupos, comienzan una cascada. Al igual que las fichas de dominó que caen en su lugar, los excitones giratorios llenan toda la sustancia muy rápida y repentinamente, y se alinean entre sí.
Eso es lo que parece estar sucediendo en USb2.
La ventaja de este tipo de imán, escribieron los investigadores en su declaración, es que cambia entre estados magnetizados y no magnetizados mucho más fácilmente que los imanes normales. Dado que muchas computadoras dependen del cambio de imanes de un lado a otro para almacenar información, es posible que algún día los dispositivos basados en singletes puedan funcionar de manera mucho más eficiente que las configuraciones magnéticas convencionales.
