Paul Sparks
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Os cientistas descobriram um novo tipo de ímã escondido em um composto de urânio.
O composto, USb2 (um composto de urânio e antimônio), um chamado ímã "baseado em singlete", é inovador por gerar magnetismo de uma maneira totalmente diferente de qualquer outro ímã conhecido pelos cientistas.
Os elétrons, que são partículas carregadas negativamente, geram seus próprios minúsculos campos magnéticos. Esses campos possuem pólos "norte" e "sul", consequência de uma propriedade da mecânica quântica conhecida como spin. Na maioria dos objetos, esses campos magnéticos apontam em direções aleatórias, cancelando-se mutuamente. (É por isso que seu corpo não é um ímã gigante.) Mas, em certos materiais, esses campos ficam alinhados. Quando isso acontece, eles criam um campo magnético poderoso o suficiente para, por exemplo, mover um monte de limalha de ferro ou fazer com que uma bússola aponte para o norte.
Praticamente todos os imãs conhecidos no universo funcionam dessa maneira, desde os que estão em sua geladeira e aparelhos de ressonância magnética até o magnetismo do próprio planeta Terra. [7 fatos estranhos sobre quarks]
Mas o ímã baseado em singlet recentemente descoberto funciona de uma maneira completamente diferente.
O USb2 é como muitas outras substâncias em que os elétrons dentro dele não tendem a apontar seus campos magnéticos na mesma direção, então eles não podem gerar magnetismo através de sua força de campo magnético combinada.
No entanto, os elétrons no USb2 podem trabalhar juntos para formar objetos da mecânica quântica chamados de "excitons de spin".
Excitons spin não são como as partículas normais que você aprendeu nas aulas de física e química: elétrons, prótons, nêutrons, fótons, etc. Em vez disso, eles são quasipartículas, partículas que não são objetos discretos em nosso universo, mas agem como se fossem.
Excitons spin emergem das interações de grupos de elétrons, e quando eles se formam, um campo magnético é criado.
De acordo com uma declaração dos pesquisadores responsáveis pela descoberta do USb2, os físicos há muito suspeitavam que grupos de excitons de spin poderiam se agrupar com seus campos magnéticos orientados da mesma maneira. Eles chamaram o efeito de magnetismo "baseado em singlete". O fenômeno foi previamente comprovado em breves flashes frágeis em ambientes experimentais ultracold, 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 forma estável fora de ambientes super-resfriados.
No composto USb2, os campos magnéticos se formam em um piscar de olhos e desaparecem quase com a mesma rapidez, relataram os pesquisadores em um artigo publicado em 7 de fevereiro na revista Nature Communications.
Em circunstâncias normais, os momentos magnéticos em uma barra de ferro ficam alinhados gradualmente, sem transições nítidas entre os estados magnetizado e não magnetizado. Em um ímã baseado em singlet, o salto entre os estados é mais nítido. Excitons spin, geralmente objetos temporários, tornam-se estáveis quando se agrupam. E quando esses clusters se formam, eles iniciam uma cascata. Como dominós caindo no lugar, os excitons de spin preenchem toda a substância muito rápida e repentinamente, e se alinham uns com os outros.
Isso é o que parece estar acontecendo no USb2.
A vantagem desse tipo de ímã, escreveram os pesquisadores em seu comunicado, é que ele alterna entre os estados magnetizado e não magnetizado com muito mais facilidade do que os ímãs normais. Dado que muitos computadores dependem da troca de ímãs para frente e para trás para armazenar informações, é possível que um dia os dispositivos baseados em singlet funcionem com muito mais eficiência do que as configurações magnéticas convencionais.
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Originalmente publicado em .