Os cientistas descobriram um novo tipo de ímã escondido em um composto de urânio.
O composto, USb2 (um composto de urânio e antimônio), o chamado ímã "à base de singlete", é novo porque gera magnetismo de uma maneira totalmente diferente do que qualquer outro ímã conhecido pelos cientistas.
Os elétrons, que são partículas com carga negativa, geram seus próprios minúsculos campos magnéticos. Esses campos têm um pólo "norte" e "sul", uma consequência de uma propriedade 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 imã 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 limalhas de ferro ou fazer com que uma bússola aponte para o norte.
Praticamente todos os ímãs conhecidos no universo funcionam dessa maneira, desde os da geladeira e das máquinas de ressonância magnética até o magnetismo do próprio planeta Terra.
Mas o ímã recém-descoberto, baseado em singlete, funciona de uma maneira completamente diferente.
O USb2 é como muitas outras substâncias, pois os elétrons dentro dele não tendem a apontar seus campos magnéticos na mesma direção; portanto, eles não podem gerar magnetismo através da força combinada do campo magnético.
No entanto, os elétrons no USb2 podem trabalhar juntos para formar objetos mecânicos quânticos chamados "excitons de rotação".
Os excitons de rotação não são como as partículas normais que você aprendeu nas aulas de física e química: elétrons, prótons, nêutrons, fótons, etc. Em vez disso, são quasipartículas, partículas que não são objetos discretos em nosso universo, mas agem como são. .
Os excitons de spin emergem das interações de grupos de elétrons e, quando se formam, um campo magnético é criado.
De acordo com uma declaração dos pesquisadores responsáveis pela descoberta da USb2, os físicos suspeitam há muito tempo que grupos de excitons de rotação podem 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 e frágeis flashes 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 maneira estável fora de ambientes super-legais.
No composto USb2, os campos magnéticos se formam rapidamente e desaparecem quase tão rapidamente, 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 estados magnetizados e não magnetizados. Em um ímã baseado em singlete, o salto entre estados é mais nítido. Os excitons de rotação, geralmente objetos temporários, tornam-se estáveis quando se agrupam. E quando esses agrupamentos se formam, eles iniciam uma cascata. Como os dominós que se encaixam, os excitons de rotação preenchem toda a substância muito rápida e repentinamente e se alinham.
É o que parece estar acontecendo no USb2.
A vantagem desse tipo de ímã, escreveram os pesquisadores em sua declaração, é que ele alterna entre estados magnetizados e não magnetizados com muito mais facilidade do que ímãs normais. Dado que muitos computadores dependem da troca de ímãs para armazenar informações, é possível que um dia os dispositivos baseados em singlete possam funcionar com muito mais eficiência do que as configurações magnéticas convencionais.
