Cientistas do Instituto Max Born desenvolveram um novo instrumento de raios X suaves capaz de revelar a dinâmica de domínios magnéticos em escalas nanométricas e de picosegundos. Esse avanço traz funcionalidades antes exclusivas de lasers de elétrons livres de raios X para o laboratório, criando condições para estudar processos ultrarrápidos em materiais magnéticos e outras áreas. Domínios magnéticos, como texturas em escala nanométrica, são centrais para pesquisas modernas em magnetismo, mas sua observação em escalas de tempo extremamente curtas exigia até agora grandes instalações de lasers de elétrons livres de raios X.
O instrumento de raios X suaves em escala laboratorial desenvolvido pelo Instituto Max Born oferece resolução espacial na escala nanométrica e resolução temporal de picosegundos, permitindo “visualizar” estruturas de domínios magnéticos ocultas. Os resultados foram publicados na revista Light: Science & Applications, mostrando que é possível rastrear detalhadamente a dinâmica ultrarrápida de domínios magnéticos diretamente em laboratório. Os raios X suaves são altamente sensíveis à ordem magnética, têm especificidade por elemento e alta resolução espacial. Em geometrias de espalhamento de raios X de pequeno ângulo, eles fornecem informações detalhadas sobre estruturas magnéticas complexas. Antes, espalhamento de raios X ressonante ultrarrápido só podia ser realizado em lasers de elétrons livres; o novo equipamento MBI supera essa limitação. O instrumento opera a 100 Hz, com resolução temporal de 9 ps, oferecendo estabilidade e sensibilidade suficientes para capturar sinais difusos extremamente fracos.
Para demonstrar seu desempenho, a equipe estudou filmes multicamadas Fe/Gd antiferromagnéticos, mapeando a dinâmica da magnetização específica de cada elemento e observando a reorganização de padrões complexos de domínios. Um dos primeiros autores, Leonid Luning, afirma: “Este instrumento nos permite observar a ordem magnética com uma precisão inédita; antes era necessário um laser de elétrons livres, agora podemos estudar diretamente no laboratório.” A plataforma é flexível e eficiente em termos de fótons, permitindo estudos sistemáticos de diversas variações, medições que seriam difíceis ou impossíveis em grandes instalações. Olhando para o futuro, os autores esperam que a nova tecnologia aumente o fluxo de fótons e a sensibilidade, tornando rotineiros varreduras multidimensionais e esquemas avançados de excitação, abrindo novos caminhos para estudar fases emergentes em materiais complexos.
