A conexão entre as propriedades elétricas e magnéticas de um material leva o nome de “efeito magnetoelétrico”. Quando observado, este fenômeno faz com que as características elétricas de um objeto possam ser influenciadas por um campo magnético – ou vice-versa.
Recentemente, cientistas da Universidade de Tecnologia de Viena (TU Wien), na Áustria, acrescentaram uma nova descoberta a esta teoria. Eles analisaram um cristal que, pelo que se acreditava anteriormente, nunca poderia comportar o fenômeno. Isso porque, por via de regra, o efeito magnetoelétrico não ocorre em materiais simétricos.
“Se o cristal tem um alto grau de simetria, isto é, se um de seus lados é exatamente a imagem espelhada do outro, então, por razões teóricas, não pode haver magnetoeletricidade”, explicou o físico Andrei Pimenov, da TU Wien.
De forma inesperada, porém, os cientistas observaram um novo tipo desse efeito em um cristal perfeitamente simétrico. Trata-se da langasita, composta por lantânio, gálio, silício e oxigênio, além de átomos de hólmio.
Lukas Weymann, um dos estudantes orientados por Pimenov, no laboratório da Universidade Tecnológica de Viena. Imagem: Divulgação/TU Wien
Pimenov e sua equipe descobriram que, aumentando a força do campo magnético, os átomos de hólmio mudam seu estado quântico e ganham um “momento magnético”, causando alterações nas características elétricas do cristal.
Explicando em termos básicos, o que ocorreu foi o seguinte:
- Uma alteração no campo magnético levou à polarização elétrica do cristal langasita;
- Esse fato configura o efeito magnetoelétrico, já que uma propriedade magnética foi capaz de influenciar as características elétricas do material;
- Isso nunca havia sido observado num cristal perfeitamente simétrico, e, em teoria, era considerado impossível.
Por que o efeito observado é inédito?
A relação entre a polarização e a força do campo magnético é comum quando acontece de forma linear. Neste caso, o cristal está polarizado quando seus átomos recebem ou perdem elétrons, assumindo a forma de íons positivos e negativos (ânions e cátions).
O que é notável é que esta relação ocorreu de forma não-linear. Isso significa que a polarização depende da direção do campo magnético, podendo ser influenciada por mudanças ligeiras do mesmo.
“Esta é uma forma inédita do efeito, não conhecida antes”, explica o físico. “Uma pequena rotação pode decidir se o campo magnético altera ou não a polarização elétrica do cristal”.
Desse modo, além de observar o efeito onde nunca se esperaria que ele ocorresse, Pimenov descobriu uma variação inédita da magnetoeletricidade.
Agora, o próximo passo dos pesquisadores é verificar se o efeito recém-descoberto também funciona na direção oposta, alterando as propriedades magnéticas por meio de um campo elétrico.
Descobertas sobre este tema podem ter diversas aplicações tecnológicas, já que a magnetoeletricidade desempenha um papel importante em certos sensores e em sistemas de armazenamento de dados, por exemplo.
Via: Phys.org
Tags: