Los surfistas pasan gran parte de su tiempo observando las olas largas que llegan a la costa mientras intentan atrapar una justo cuando comienza a curvarse y romperse.

En un sentido similar, Los científicos están trabajando para crear ondas electromagnéticas helicoidales helicoidales cuya curvatura permite obtener imágenes más precisas de las propiedades magnéticas de diferentes materiales a nivel atómico y posiblemente podría conducir al desarrollo de dispositivos futuros.

Cuando los científicos usan haces de electrones para observar muestras de materiales, tienen la capacidad de modificar muchos aspectos diferentes de las ondas electromagnéticas que forman el haz. Pueden hacer que la amplitud de las ondas sea mayor o menor, o hacer que las olas sean más rápidas o más lentas. Sin embargo, hasta ahora no ha habido una manera fácil de transformar una onda plana, como las largas olas en el mar, en una onda helicoidal, como los que se estrellan en la orilla.

En un nuevo estudio del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), Los científicos han creado pequeñas regiones de defectos magnéticos a partir de islas magnéticas a nanoescala ensambladas en una cuadrícula. Las ondas planas interactúan con estos defectos, generando así ondas helicoidales.

"Buscamos olas con una especie de rizo perfecto, y para generar el rizo necesitamos darles algo con lo que chocar, que en nuestro caso son monopolos magnéticos, "dijo el científico de materiales de Argonne Charudatta (C.D.) Phatak.

La razón por la que los científicos están tan interesados ​​en las ondas helicoidales es que tienen una propiedad llamada momento angular orbital. Conocer el momento angular orbital de un haz de electrones permite a los científicos investigar el comportamiento magnético de los materiales a nivel atómico determinando una propiedad atómica llamada momento magnético.

"Si podemos ver los momentos magnéticos del material, podemos construir una descripción de las propiedades magnéticas totales del material, y cómo el material manifestará sus propiedades electrónicas y magnéticas, "Dijo Phatak.

De este modo, el haz de electrones reconfigurado podría ser útil para estudiar materiales en los que el espín y la magnetización juegan un papel crucial, potencialmente allanando el camino hacia nuevas formas de dispositivos electrónicos.

Tener acceso a la información codificada por el momento angular orbital también permitirá a los científicos comprender mejor los matices de los materiales quirales. que tienen una especie de zurdos o diestros que determina sus propiedades.

La cuadrícula de defectos se puede insertar en cualquier microscopio electrónico de transmisión para proporcionar una forma directa de obtener imágenes de la muestra. "La gente no suele pensar en modificar el perfil de la viga en sí de esta forma, "Dijo Phatak.

En la siguiente fase del experimento, Phatak explicó que los investigadores pueden buscar reemplazar las rejillas de las islas magnéticas con solenoides, o bobinas de alambre que pueden actuar como electroimanes. El uso de solenoides permitiría la creación de defectos magnéticos sintonizados con mayor precisión. "Ahora, debido a la disposición de la rejilla magnética, solo podemos crear defectos con una magnetización acumulativa de dos o cuatro, pero los solenoides nos permitirían tener una gama mucho más amplia de estados de magnetización, "Dijo Phatak.

Un artículo basado en el estudio, "Evidencia directa de defectos topológicos en las ondas de electrones debido a la carga magnética localizada a nanoescala, "apareció en la edición en línea del 22 de octubre de Nano letras .