Il mondo della fisica magnetica potrebbe presto vivere una rivoluzione grazie alla scoperta di una terza classe di materiali, gli "altermagneti", che sfidano le classificazioni tradizionali. Un gruppo internazionale di ricercatori dell’Università di Tohoku ha sviluppato una tecnica ottica innovativa per studiarli, concentrandosi su un cristallo organico con proprietà magnetiche uniche. Questa ricerca, pubblicata su Physical Review Research, apre la strada a futuri dispositivi magnetici leggeri e flessibili.
La sfida degli altermagneti invisibili
Gli altermagneti rappresentano un paradosso affascinante. Diversamente dai magneti tradizionali, non mostrano magnetizzazione netta, ma riescono comunque a modificare la polarizzazione della luce riflessa. Questo li rende quasi invisibili alle tecniche ottiche convenzionali, ponendo un ostacolo notevole agli studiosi.
"I magneti tipici si attraggono tra loro, ma gli altermagneti non hanno magnetizzazione netta e influenzano comunque la polarizzazione della luce", spiega Satoshi Iguchi, professore associato dell’Università di Tohoku. "Per questo è così difficile analizzarli con i metodi classici".
L’innovazione delle equazioni di Maxwell
Per aggirare questo limite, i ricercatori hanno sviluppato una formula generale completamente nuova per descrivere la riflessione della luce, basata sulle equazioni di Maxwell. Questa innovazione teorica si è dimostrata valida anche per materiali con simmetria cristallina ridotta, come il composto organico κ-(BEDT-TTF)₂Cu[N(CN)₂]Cl. Applicando il nuovo modello, il team ha misurato l’effetto Kerr magneto-ottico ed estratto lo spettro di conducibilità ottica off-diagonale, dati fondamentali per caratterizzare gli altermagneti.
L’analisi spettroscopica ha evidenziato tre aspetti chiave che confermano la natura altermagnetica del materiale: i picchi ai bordi dello spettro hanno rivelato la divisione delle bande di spin; la parte reale dello spettro è legata alla distorsione del cristallo e agli effetti piezomagnetici; la componente immaginaria è collegata invece a correnti rotazionali interne.
Verso dispositivi magnetici rivoluzionari
Questi risultati non solo confermano la natura del materiale studiato, ma mostrano anche l’efficacia del metodo sviluppato, segnando un passo avanti decisivo nello studio del magnetismo molecolare.
Le potenziali applicazioni vanno ben oltre la teoria. Gli altermagneti organici potrebbero diventare la base per dispositivi magnetici di nuova generazione, più leggeri, flessibili e performanti. Secondo Iguchi, questa scoperta "apre le porte all’esplorazione del magnetismo in una gamma più ampia di materiali e pone le basi per tecnologie future ad alte prestazioni". Un traguardo che potrebbe trasformare profondamente il settore elettronico e quello della memorizzazione dei dati.
