Em contraste com outros tipos comuns de ondas (por exemplo, eletromagnéticas ou sonoras), a interação das ondas de spin em materiais magnéticos é intrinsecamente não linear devido aos efeitos de acoplamento dipolar. O Spin é o momento angular intrínseco dos elétrons que produz um momento magnético. O acoplamento desses momentos magnéticos cria o magnetismo que poderia, em última análise, ser usado no processamento de informações.
Um pulso de campo magnético pode excitar localmente esses momentos magnéticos interligados, o que pode fazer com que uma dinâmica se propague através do material como ondas. Estas são conhecidas como magnons ou ondas de spin.
Uma equipe de físicos de Universidade Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) produziu um novo tipo de onda de spin usando campos magnéticos sólidos alternados. Além disso, eles fornecem as primeiras imagens microscópicas destes ondas giratórias.
O professor Georg Woltersdorf, do Instituto de Física da MLU, disse: “Normalmente, a excitação não linear dos magnons produz números inteiros da frequência de saída – 1,000 megahertz vira 2,000 ou 3,000, por exemplo. Até agora, foi previsto apenas teoricamente que processos não lineares podem gerar ondas de spin em múltiplos meio inteiros mais elevados da frequência de excitação.”
Foto: Dreyer et al, Nature Communications (CC-BY-SA 4.0)
A equipa demonstrou agora as circunstâncias necessárias para produzir estas ondas e controlar a sua fase. Fase é a maneira como uma onda oscila em um momento específico.
Woltersdorf dito, “Somos os primeiros a confirmar essas excitações em experimentos e até conseguimos mapeá-las.”
“As ondas podem ser geradas em dois estados de fase estáveis, o que significa que esta descoberta pode ser potencialmente utilizada em aplicações de processamento de dados, uma vez que os computadores, por exemplo, também utilizam um sistema binário.”
Jornal de referência:
- Dreyer R. et al. Imagem e bloqueio de fase de ondas de spin não lineares. Natureza das Comunicações (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32224-0
