Los físicos lograron descubrir un nuevo efecto magnetoeléctrico

Como saben, la electricidad y el magnetismo tienen una relación bastante estrecha. Después de todo, las líneas eléctricas de alto voltaje en funcionamiento forman un campo electromagnético y los imanes que giran en el generador inician el proceso de generación de electricidad. Pero esta conexión es mucho más complicada de lo que parece a primera vista, porque hay una conexión eléctrica y magnética en algunos materiales.

Entonces, las propiedades eléctricas están influenciadas por campos magnéticos y viceversa. En esta situación, hablan del "efecto magnetoeléctrico", que juega un papel sumamente importante en algunos dispositivos.

Primeros experimentos con material único

El grupo de investigación de la Universidad Tecnológica de Viena realizó un estudio de un material para el que, a primera vista, el efecto magnetoeléctrico era imposible.

Se ha estudiado a fondo la llamada langasita, un cristal formado por lantano, galio, silicio y oxígeno, que además está dopado con átomos de holmio.

Al mismo tiempo, los experimentos realizados han demostrado que el efecto magnetoeléctrico también se observa en este material. Simplemente funciona de manera diferente al algoritmo habitual.

Al final resultó que, incluso un cambio muy leve en la dirección del campo magnético puede cambiar las propiedades eléctricas del material en el estado opuesto.

Pero el problema es que, según la teoría, este material no puede tener un efecto magnetoeléctrico, ya que la red cristalina de langasita es idealmente simétrica.

Para referencia. La relación entre las propiedades eléctricas y magnéticas depende de si el cristal tiene simetría interna o no. Entonces, si un cristal de una sustancia tiene un lado del cristal es una imagen especular del otro lado, entonces en dicho material, de acuerdo con los cálculos teóricos.

Pero como han demostrado los experimentos, si aumenta la fuerza del campo magnético, sucede algo inusual y Son los átomos de holmio los que cambian su estado cuántico inicial y adquieren un momento. Es este momento el que rompe la simetría ideal del cristal.

Por supuesto, desde el punto de vista de la geometría, el cristal en cuestión también se ha mantenido perfectamente simétrico, pero solo es necesario tener en cuenta el magnetismo de los átomos. Pero simplemente cambió y, por lo tanto, rompió la simetría.

Resulta que la polarización eléctrica del cristal puede cambiar no debido a la influencia del campo magnético, sino debido al efecto magnetoeléctrico y al campo eléctrico.

Pero las propiedades únicas del efecto magnetoeléctrico no terminaron ahí. Resulta que si la dirección del campo magnético cambia ligeramente, entonces la polarización se puede invertir por completo.

En otras palabras, basta con rotar ligeramente el campo magnético para que sea posible cambiar la polarización eléctrica del cristal.

Esta es una forma completamente nueva del efecto magnetoeléctrico, que no se ha observado en ningún otro lugar.

¿Cuáles son las perspectivas de apertura?

Cualquier descubrimiento debe ser beneficioso. Los científicos planean continuar los experimentos y probar si un campo eléctrico es capaz de cambiar las propiedades eléctricas. Si el nuevo experimento tiene éxito, entonces, utilizando el nuevo principio, será posible implementar un tipo completamente nuevo de memoria de estado sólido.

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