Spin es un tipo de momento angular intrínseco a las partículas, hablando aproximadamente como si estuvieran girando sobre sí mismos. Las partículas pueden intercambiar su giro, y de esta manera se pueden formar corrientes de giro en un material. A través de años de investigación, Los científicos han aprendido a controlar tales corrientes de espín de forma análoga, de modo que puedan controlar el flujo de electrones. la base de un campo de la física conocido como espintrónica.

El estudio del efecto de interacciones fuertes en sistemas cuánticos es particularmente desafiante. Sin embargo, es bien sabido que una fuerte interacción entre partículas cuánticas puede cambiar completamente las propiedades de un sistema, haciendolo, por ejemplo, ferromagnético, superconductor, Las interacciones fuertes en los sistemas de giro también pueden permitir la generación de propiedades de transporte interesantes en un material.

Investigadores de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur (SUTD), University Insubria y Universidade Federal de Minas Gerais informan un nuevo enfoque para controlar las corrientes de espín basado en fuertes interacciones espín-espín, lo que da como resultado diodos para corriente de espín con una rectificación gigante. En este trabajo, los investigadores demostraron analíticamente y mediante simulaciones numéricas avanzadas que si las interacciones son más fuertes que una cierta magnitud, el sistema puede cambiar drásticamente y se convierte en un aislante, impidiendo que fluyan corrientes. Curiosamente, este cambio drástico en el comportamiento aislante solo ocurre cuando se intenta imponer la corriente en una dirección. Al intentar impulsar una corriente de giro en la dirección opuesta, el flujo es posible y el sistema no es un aislante.

Estas predicciones podrían conducir a un progreso sustancial en la ciencia de los materiales, y se podrían construir nuevos dispositivos basados ​​en este principio. Los investigadores proponen experimentos con átomos cercanos al cero absoluto o con estructuras formadas por unos pocos átomos depositados cuidadosamente en superficies.

Profesor Asistente del SUTD D. Poletti, quién dirigió el esfuerzo de investigación, dice, "Este es un efecto muy interesante con el que nos hemos topado. Aún queda por descubrir una física mucho más interesante en los sistemas espintrónicos que interactúan fuertemente," y esto puede conducir a la creación de nuevas tecnologías ". Este trabajo de investigación fue publicado recientemente en la reconocida revista estadounidense Cartas de revisión física .