Scoperta Rivoluzionaria: L’Altermagnetismo Cambia le Regole del Gioco Magnetico

Un Nuovo Fenomeno Magnetico con Potenziali Applicazioni nell'Archiviazione dei Dati

L’Altermagnetismo: Un Fenomeno Magnetico Innovativo

L’altermagnetismo è un fenomeno magnetico innovativo teorizzato nel 2019 e confermato sperimentalmente nel 2024 da un team di ricercatori dell’Università di Magonza. Questa scoperta rappresenta un significativo passo avanti nella comprensione delle proprietà magnetiche, colmando un vuoto nelle classificazioni tradizionali e aprendo la strada a potenziali applicazioni pratiche nei sistemi avanzati di archiviazione dei dati.

Le Scoperte Scientifiche del 2024

Ogni anno, il prestigioso giornale Science seleziona dieci scoperte scientifiche che hanno avuto un impatto notevole. Per il 2024, uno dei riconoscimenti più importanti è andato al farmaco lenacapavir, che ha dimostrato un potenziale straordinario nel ridurre le infezioni da HIV/AIDS. Accanto a questo traguardo, la scoperta dell’altermagnetismo ha ricevuto un riconoscimento significativo. Il professor Jairo Sinova, dell’Istituto di Fisica della JGU, ha espresso il suo orgoglio per il riconoscimento ricevuto, sottolineando l’importanza di questo risultato per il suo team di ricerca.

Tradizionali Forme di Magnetismo

Tradizionalmente, la fisica ha riconosciuto solo due forme di magnetismo:

  • Ferromagnetismo: Fenomeno che consente ai magneti di aderire grazie all’allineamento uniforme dei momenti magnetici.
  • Antiferromagnetismo: Caratterizzato da un allineamento regolare dei momenti magnetici che puntano in direzioni opposte, annullandosi reciprocamente.

La Teoria dell’Altermagnetismo

Nel 2019, i ricercatori della JGU hanno scoperto un effetto inaspettato che non poteva essere spiegato né dal ferromagnetismo né dall’antiferromagnetismo: la presenza di una corrente di momento completamente intatta negli antiferromagneti. Questa osservazione ha portato alla formulazione dell’idea di altermagnetismo, suggerendo un nuovo tipo di allineamento dei momenti magnetici.

Cristallo Altermagnetico
Cristallo altermagnetico: non solo le direzioni della polarizzazione di spin (in magenta e ciano) si alternano su atomi magnetici vicini, ma anche le forme atomiche stesse, come mostrato inclinando le densità elettroniche a forma di manubrio in due direzioni diverse. La linea blu illustra l’esperimento di fotoemissione su un sincrotrone che è stato utilizzato per dimostrare l’altermagnetismo.
Libor mejkal e Anna Birk Hellenes / JGU

Gli altermagneti uniscono le caratteristiche dei ferromagneti e degli antiferromagneti:

  • I loro momenti magnetici sono sempre antiparalleli, come negli antiferromagneti.
  • Presentano una corrente polarizzata di spin, simile a quella dei ferromagneti.

Il professor Sinova ha spiegato che attraverso un’analisi matematica delle simmetrie di spin, è stata prevista teoricamente l’esistenza dell’altermagnetismo. Questo nuovo campo di ricerca è al centro di importanti iniziative, come i Centri di Ricerca Collaborativa CRC/TR 173 e CRC/TR 288, in cui i ricercatori della JGU svolgono un ruolo cruciale.

Conferma Sperimentale nel 2024

Nel 2024, il team della JGU ha raggiunto un traguardo fondamentale, dimostrando sperimentalmente l’esistenza dell’altermagnetismo. I ricercatori, guidati dal professor Hans-Joachim Elmers, hanno misurato per la prima volta un effetto distintivo dell’altermagnetismo utilizzando un microscopio elettronico a impulso, sviluppato presso il DESY, uno dei più grandi centri di ricerca in Germania.

Implicazioni Pratiche dell’Altermagnetismo

La scoperta dell’altermagnetismo come un terzo tipo di magnetismo segna una svolta scientifica con implicazioni pratiche significative. Sfruttando il momento magnetico degli elettroni per l’archiviazione dei dati, si potrebbero ottenere notevoli miglioramenti nella capacità di archiviazione. Attualmente, sono già noti almeno 200 materiali che mostrano altermagnetismo, suggerendo un ampio potenziale per future applicazioni in questo campo emergente.