Los pulsos de luz láser pueden hacer que cualquier material (incluidos los aislantes) desarrolle un momento magnético relativamente grande. Este efecto, que ha sido demostrado por primera vez por un equipo internacional de investigadores, muestra que la luz láser puede inducir un comportamiento cuántico incluso a temperatura ambiente, no sólo en las condiciones extremadamente frías que normalmente se requieren. Si bien es de interés principalmente para la ciencia fundamental, la técnica también podría tener aplicaciones para un almacenamiento de datos magnéticos más rápido y eficiente.
En sus experimentos, Esteban Bonetti of Universidad de Estocolmo y del Universidad Ca 'Foscari de Venecia y sus colegas comenzaron con una idea relativamente simple. Al aplicar luz láser que está polarizada circularmente (es decir, su polarización traza una forma similar a un sacacorchos a medida que se propaga) y que resuena con la frecuencia de las oscilaciones atómicas dentro de un material, pensaron que podían impulsar estas oscilaciones en un patrón circular y inducir así un momento magnético.
Los investigadores se sintieron alentados en su pensamiento por la investigación teórica, que predijo que los átomos que se movían en patrones circulares podían inducir magnetización en casi cualquier material. "Dada mi experiencia en magnetismo y mis recientes investigaciones sobre la dinámica de los fonones (vibraciones reticulares), creí que mi laboratorio sería un escenario ideal para experimentar con este concepto", dice Bonetti.
La fuente de luz polarizada induce grandes momentos magnéticos
Antes de empezar, los investigadores tuvieron que desarrollar una nueva fuente de luz polarizada con una frecuencia en el rango requerido de terahercios (infrarrojos lejanos). Una vez que la fuente estuvo lista, la usaron para disparar pulsos cortos e intensos a una muestra de titanato de estroncio (SrTiO3). A temperatura ambiente, este material es un diamagnético paraeléctrico con una estructura reticular de perovskita cúbica. Los investigadores lo eligieron porque algunos de sus átomos vibran a frecuencias de terahercios, concretamente a 3 THz con un ancho de banda de 0.5 THz.
El equipo descubrió que estos pulsos de luz inducían un fenómeno conocido como multiferroicidad dinámica. La multiferroicidad ocurre cuando varias propiedades de un material tienen cada una sus propios estados preferidos. Por ejemplo, un material multiferroico podría tener momentos magnéticos que apuntan en una dirección y una carga eléctrica que también se desplaza en una dirección determinada. Es importante destacar que los dos fenómenos son independientes entre sí.
Aunque lo predijo la teoría, este fenómeno nunca se había demostrado experimentalmente. Bonetti informa que el experimento también arrojó una sorpresa: los momentos magnéticos inducidos en el material fueron 10 veces mayores de lo que predice la teoría.
Aplicaciones de almacenamiento de datos magnéticos
Los investigadores dicen que sus descubrimientos podrían usarse en tecnologías de almacenamiento de datos magnéticos, donde existe un gran interés en métodos novedosos para codificar información magnética. Esto se debe a que los dominios magnéticos podrían cambiarse mediante un campo eléctrico rápido y de menor potencia, en lugar de mediante una corriente eléctrica (un proceso relativamente lento y que consume mucha energía) como lo hacen los dominios convencionales.
Los campos eléctricos controlan los dispositivos de espintrónica
El equipo, que también incluye científicos del Instituto Nórdico de Física Teórica (NORDITA) en Suecia; la Universidad de Connecticut y del Laboratorio Acelerador Nacional SLAC en los EE.UU; el Elettra-Sincrotrone Trieste y del Universidad 'La Sapienza' de Roma, ambos en Italia; y el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales en Tsukuba, Japón, está trabajando ahora para comprender mejor la física de la multiferroicidad dinámica. "Esto será fundamental para controlar mejor el efecto", afirma Bonetti. Mundo de la física. "También pretendemos hacer que el efecto sea más persistente, ya que actualmente sólo ocurre mientras la luz láser está activa".
Los experimentos se describen en Naturaleza.
- Distribución de relaciones públicas y contenido potenciado por SEO. Consiga amplificado hoy.
- PlatoData.Network Vertical Generativo Ai. Empodérate. Accede Aquí.
- PlatoAiStream. Inteligencia Web3. Conocimiento amplificado. Accede Aquí.
- PlatoESG. Carbón, tecnología limpia, Energía, Ambiente, Solar, Gestión de residuos. Accede Aquí.
- PlatoSalud. Inteligencia en Biotecnología y Ensayos Clínicos. Accede Aquí.
- Fuente: https://physicsworld.com/a/laser-light-makes-a-material-magnetic/
