Por primera vez en 100 años, los físicos han confirmado la existencia de un tercer tipo de magnetismo

Durante casi 90 años, la física del estado sólido trabajó con solo dos familias de orden magnético, los ferromagnetos y los antiferromagnetos, pero ese reparto ha cambiado con un trabajo del laboratorio SLAC, del Departamento de Energía de EE. UU. Su equipo ha logrado, según la nota del propio laboratorio, la confirmación experimental del altermagnetismo, una tercera fase magnética a la que se puso nombre en 2022 y que combina rasgos de las otras dos.

El material elegido para las pruebas con él fue el telururo de manganeso (MnTe), considerado durante décadas un antiferromagneto corriente. En un ferromagneto la orientación magnética de cada uno de los espines de electrones apuntan en un mismo sentido y suman un campo, pero en un altermagneto se alternan (como su nombre sugiere) y se anulan, de modo que no queda magnetización neta.

Con ello, se confirma algo que un equipo coordinado desde el Instituto de Física de la Academia de Ciencias checa ya había demostrado en febrero de 2024. Ellos fueron los primeros realizar de forma directa pruebas de altermagnetismo en ese mismo material, midiendo con luz de sincrotrón cómo se separan los estados de espín de sus electrones, según la nota de esa academia, y que también recogía el medio Nature. Lo que aporta SLAC es otra vía de prueba, basada en los magnones.

La prueba del algodón de los magnones: el altermagnón quiral

Los investigadores analizaron el MnTe con dispersión inelástica resonante de rayos X de polarización circular, una técnica que registra cuánta energía pierden los fotones al interactuar con el material y delata así sus excitaciones magnéticas. Mediante el uso dela luz con giro a izquierdas y a derechas, vieron como la intensidad de la señal cambió según el sentido. Esa diferencia indica quiralidad en los magnones, los cuantos de las oscilaciones colectivas de los momentos magnéticos de los átomos, que se propagan por el material como ondas. Los autores llaman “altermagnón quiral” al modo observado, y su polarización de espín según el momento encaja con la simetría de onda g propuesta para el MnTe, según su preprint. Ese texto añade que en un antiferromagneto convencional esa quiralidad no aparece, porque sus subredes de espín son equivalentes.

Un segundo trabajo, firmado por Quentin Faure entre otros científicos, encuentra indicios en la misma línea en el fluoruro de manganeso (MnF₂) y otra técnica, la dispersión de neutrones polarizados. De nuevo, la intensidad cambia con la polarización de los neutrones, lo que apunta a quiralidad en las excitaciones magnéticas. Con dos materiales y dos métodos, la base experimental sobre los magnones quirales se amplía, aunque este segundo estudio es un preprint de septiembre de 2025.

El interés práctico y las posibles aplicaciones de este avance está en la espintrónica (la electrónica que aprovecha el espín de los electrones) además de su carga, para procesar y guardar datos. Daniel Jost, autor principal y científico asociado de SLAC, explica en la misma nota que los ferromagnetos se ven demasiado influidos por los campos magnéticos, mientras que los altermagnetos tienen magnetización neta cero, lo que los hace estables, y aun así pueden generar corrientes de espín polarizadas. El centro menciona posibles usos en dispositivos de memoria, tecnologías cuánticas y centros de datos. Lo que el equipo prevé investigar ahora, es el manejo de estos materiales con luz y electricidad.

Foto | Imagen generada con IA (ChatGPT)