Físicos encontraron un nuevo tipo de imán escondido en un compuesto de uranio

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 de «base simple», es novedoso en el sentido de que genera magnetismo de una manera totalmente diferente a cualquier otro imán conocido por los científicos.

Los electrones, que son partículas con carga negativa, generan sus propios campos magnéticos diminutos. Estos campos tienen un polo «norte» y otro «sur», consecuencia de una propiedad mecánica cuántica conocida como spin. En la mayoría de los objetos, estos campos magnéticos apuntan en direcciones aleatorias, cancelándose entre sí. (Esta es la razón por la 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 potente 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 RMN hasta el magnetismo del planeta Tierra mismo. 7 Datos extraños sobre los quarks]

Pero el recién descubierto imán de una sola base funciona de una manera completamente diferente.

USb2 es como muchas otras sustancias en que los electrones dentro de ella no tienden a apuntar sus campos magnéticos en la misma dirección, por lo que no pueden generar magnetismo a través de su fuerza de campo magnético combinada.

Sin embargo, los electrones en USb2 pueden trabajar juntos para formar objetos cuánticos-mecánicos llamados «excitones de espín».

Los excitones de espín 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, sino que actúan como si lo fueran.

Los excitones giratorios 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 los grupos de excitones de espín podrían agruparse junto con sus campos magnéticos orientados de la misma manera. Llamaron al efecto magnetismo «basado en una sola persona». El fenómeno fue probado previamente en flashes breves y frágiles en escenarios experimentales ultracongelados, donde la extraña física de la mecánica cuántica es a menudo más pronunciada.

Ahora, los físicos han demostrado por primera vez que este tipo de imán puede existir de forma estable fuera de los ambientes supergeniales.

En el compuesto USb2, los campos magnéticos se forman en un abrir y cerrar de ojos y desaparecen casi con la misma rapidez, informaron los investigadores en un artículo publicado el 7 de febrero en la revista Nature Communications.

Bajo circunstancias normales, los momentos magnéticos en una barra de hierro se alinean gradualmente, sin transiciones agudas entre los estados magnetizados y no magnetizados. En un imán de una sola base, el salto entre estados es más nítido. Los excitones giratorios, generalmente objetos temporales, se vuelven estables cuando se agrupan. Y cuando esos grupos se forman, comienzan una cascada. Como las fichas de dominó que caen en su lugar, los excitones de espín 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 se mueve entre los estados magnetizados y no magnetizados mucho más fácilmente que los imanes normales. Dado que muchos ordenadores dependen de imanes de conmutación para almacenar información, es posible que un día los dispositivos basados en un solo equipo puedan funcionar de forma mucho más eficiente que los sistemas magnéticos convencionales.

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Publicado originalmente en Misterius .

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