El disprosio no es solo el elemento atómico con los momentos magnéticos más fuertes, pero también posee otra propiedad interesante:sus momentos magnéticos apuntan todos en la misma dirección (ferromagnetismo) o están inclinados entre sí, dependiendo de la temperatura. Esto hace posible investigar dentro de una sola muestra cómo se comportan los momentos magnéticos de orientación diferente cuando son excitados por un pulso de energía externa.

La física Dra. Nele Thielemann-Kuehn y sus colegas ahora han investigado este problema en BESSY II. La fuente de rayos X BESSY II es una de las pocas instalaciones en todo el mundo que permite observar procesos tan rápidos como perturbaciones de orden magnético. Encontró que la orientación magnética en el disprosio antiferromagnético se puede alternar mucho más fácilmente usando un pulso de láser corto que en el disprosio ferromagnético.

"Esto se debe a que los momentos magnéticos a nivel atómico están acoplados a momentos angulares como un giroscopio, "explica Thielemann-Kuehn. Inclinar un giroscopio giratorio requiere fuerza porque su momento angular debe transferirse a otro cuerpo". Albert Einstein y Wander Johannes de Haas demostraron en un famoso experimento en 1915 que cuando la magnetización de una barra de hierro suspendida cambia , la barra comienza a girar porque los momentos angulares de los imanes de nivel atómico en la barra suspendida se transfieren a ella como un todo. Si los momentos magnéticos a nivel atómico ya apuntan inicialmente en diferentes direcciones, sus momentos angulares pueden interactuar entre sí y anularse entre sí, como si fuera a combinar dos giroscopios que giran en dirección opuesta, "dice el Dr. Christian Schuessler-Langeheine, jefe del grupo.

La transferencia de momento angular lleva tiempo, aunque. Orden antiferromagnético, para lo cual esta transferencia no es necesaria, por lo tanto, debería perturbarse más rápidamente que el orden ferromagnético. Thielemann-Kuehn y sus colegas ahora han proporcionado evidencia de esto. Es más, el equipo también descubrió que la energía necesaria en el caso de los momentos antiferromagnéticos es considerablemente menor que en el caso del orden ferromagnético.

De esta observación, los científicos han podido sugerir cómo se podrían desarrollar materiales con una combinación de espines alineados ferromagnéticos y antiferromagnéticos que son adecuados como medios de almacenamiento magnético y podrían cambiarse con un gasto de energía considerablemente menor que el material hecho de imanes convencionales.

El estudio se publica en Revisión física B .