Este é um novo tipo de ímã

Por , em 11.02.2019

Os cientistas descobriram um novo tipo de ímã em um composto de urânio e antimônio, chamado de USb2.

O “ímã baseado em singleto” é incomum na medida em que gera magnetismo de uma maneira totalmente diferente do que qualquer outro ímã conhecido pelos cientistas.

Como funcionam os ímãs

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, por exemplo, que seu corpo não é um imã gigante.

No entanto, em certos materiais, esses campos se alinham. Quando isso acontece, criam um único campo magnético poderoso o suficiente para, por exemplo, mover ferro ao redor ou fazer com que uma bússola aponte para o norte.

Spin excíton

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.

No USb2, como em muitas outras substâncias, os elétrons não tendem a apontar seus campos magnéticos na mesma direção, de modo que não podem gerar magnetismo por meio da força combinada.

Apesar disso, seus elétrons podem trabalhar juntos para formar objetos da mecânica quântica chamados de “spin excíton”.

Esses excítons não são como as partículas normais (elétrons, prótons, nêutrons, fótons, etc); são quasipartículas, que agem como se fossem partículas discretas quando grupos começam a interagir de formas estranhas.

Ímã baseado em singleto

Os spin excítons em questão emergem das interações de grupos de elétrons no USb2, criando um campo magnético.

Os físicos chamaram esse efeito de magnetismo de “baseado em singleto”. O fenômeno já havia sido previamente comprovado em experimentos com cenários ultrafrios, 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 superfrios.

Características

No composto USb2, os campos magnéticos se formam rapidamente e desaparecem quase com a mesma rapidez.

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 singleto, o salto entre estados é mais nítido.

Os spin excítons, geralmente objetos temporários, ficam estáveis quando se agrupam. E quando esses aglomerados se formam, iniciam uma “cascata”. Como dominós se encaixando, de repente se alinham um com o outro.

Aplicações

A vantagem desse tipo de ímã é que ele oscila entre estados magnetizados e não magnetizados com muito mais facilidade do que os regulares.

Dado que muitos computadores dependem da troca de ímãs para armazenar informações, é possível que dispositivos baseados em singleto funcionem com muito mais eficiência do que as configurações magnéticas convencionais.

Um artigo sobre a pesquisa foi publicado na prestigiada revista científica Nature Communications. [LiveScience]

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