Uma nova pesquisa teórica liderada por engenheiros da Universidade de Delaware mostra que o magnon (uma onda de spin magnético) pode gerar sinais elétricos detectáveis, oferecendo um novo caminho para integrar componentes eletromagnéticos na próxima geração de tecnologias de computação. O estudo foi publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) e revela métodos potenciais para controlar e manipular magnons usando campos elétricos, o que pode eliminar o gargalo atual na transmissão de informações entre sistemas elétricos e magnéticos dos computadores, aumentando a velocidade e a eficiência do processamento.

O magnetismo deriva da propriedade de spin dos elétrons. Os magnons transmitem informações por meio da direção do spin, sem envolver o movimento de carga elétrica, o que evita resistência e reduz perdas de energia. Atualmente, os chips de computador dependem do fluxo de elétrons carregados por condutores, gerando grandes quantidades de calor devido à resistência. A introdução da tecnologia de magnons promete reduzir significativamente o desperdício de energia. A pesquisa foca em materiais antiferromagnéticos, cujos spins se alternam para cima e para baixo. Nestes materiais, os magnons podem se propagar em frequências de terahertz, muito mais rápido do que em materiais ferromagnéticos. No entanto, o spin total do material antiferromagnético é zero, tornando a detecção e o controle dos magnons um desafio.

“Os resultados da pesquisa indicam que podemos detectá-los medindo a polarização elétrica gerada pelos magnons”, disse o professor Matthew Doty, autor sênior. “Além disso, é possível controlar o movimento dos magnons usando campos elétricos externos, incluindo campos ópticos.” O pesquisador pós-doutorado D. Quang To e seus colegas descobriram, por simulações computacionais, que o movimento dos magnons gera sinais elétricos, oferecendo novas estratégias para sua detecção e controle. A equipe também desenvolveu uma estrutura matemática para compreender como o momento angular orbital dos magnons afeta o transporte, constatando que suas interações com átomos produzem polarização elétrica.

O grupo da Universidade de Delaware iniciou experimentos para validar essas previsões e planeja investigar a interação dos magnons com a luz, visando controlar ainda mais sua propagação ou detecção.