Ha surgido un progreso emocionante en el campo de la materia condensada de una investigación de cooperación en la que el Laboratorio Nacional de Lawrence Berkeley, el Laboratorio Nacional de Aceleradores y la Universidad de California, Santa Cruz, están involucrados en el Departamento de Energía. Este equipo ha identificado un nuevo orden nemático en un material magnético, especialmente en una capa delgada de dermanida de hierro. Este hallazgo aumenta la comprensión de las fases nemáticas más allá de los cristales líquidos tradicionales para absorber materiales magnéticos.
Los materiales nemáticos, caracterizados por moléculas alargadas que muestran líneas preferidas mientras se conservan una distribución espacial irregular, generalmente se asocian con la tecnología de cristal líquido. Estos materiales juegan un papel crucial en diversas aplicaciones, especialmente en pantallas electrónicas. Sin embargo, el orden nemático magnético recientemente descubierto muestra cómo los giros magnéticos pueden coordinar en estructuras enrolladas que retienen una coherencia direccional general, relacionada con el comportamiento que se ve en los cristales líquidos.
Zoey Tumbleson, un estudiante graduado que dirigió esta investigación, enfatizó el significado de este descubrimiento y explica que muestra una nueva fase magnética exótica que se desconocía anteriormente. Describió las hélices magnéticas como las entidades alineantes que se adhieren al comportamiento esperado de las fases nemáticas, lo que resulta en un nuevo y emocionante límite para la exploración en la física de la materia condensada.
El coautor Joshua Turner, científico jefe de SLAC e investigador principal del Instituto de Materiales y Ciencias de la Energía de Stanford, expresó entusiasmo por las posibles aplicaciones de controlar estos estados nemáticos espirales. Especuló que tal verificación podría allanar el camino para nuevos materiales con propiedades adaptables, y señala el impacto transformador que esta investigación podría tener en las tecnologías futuras.
Los resultados de la investigación, publicados en una perspectiva científica, enfatizan la investigación del orden nemático magnético en películas especialmente cultivadas de hierro -dermanuro que carecen de la estructura cristalina típica asociada con el material. Sujoy Roy, otro coautor y científico del personal en Berkeley Lab, explicó que este descubrimiento representa una exploración refinada de fluctuaciones en materiales magnéticos, lo que puede conducir a innovaciones en almacenamiento de información y microelectrónicas.
Para investigar las configuraciones y movimientos de las bobinas magnéticas en estas películas, los investigadores utilizaron dos instalaciones avanzadas de rayos X: la fuente de luz coherente Linac (LCL) en SLAC y la fuente de luz avanzada (ALS) en Berkeley Lab. Debido a estas instalaciones, pudieron observar los movimientos de las bobinas magnéticas que abarcan escalas de tiempo enormemente diferentes. En LCLS registraron cambios rápidos que tuvieron lugar en el rango de nanosegundos, mientras que si pudieron medir más movimientos graduales que se extienden durante cientos de segundos.
Tumbleson señaló que la colaboración entre SLAC y Berkeley Lab jugó un papel importante en la excavación de estos hallazgos, que ofrecen una mirada a la compleja dinámica del orden nemático magnético. Turner discutió las implicaciones de esta investigación, lo que sugiere que solo revela una fracción de las complejidades y fenómenos subyacentes en el juego.
Si bien la comunidad científica continúa profundizando en las complejidades de estas fases recientemente identificadas, se espera que las investigaciones futuras expandan estos hallazgos explorando escalas de tiempo intermediarias y utilizando tecnologías avanzadas para atrapar movimientos magnéticos más rápidos, lo que hace que el concepto de materiales magnéticos y sus posibles aplicaciones en diferentes aplicaciones.
