Pesquisadores da Universidade Rutgers, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang, da Universidade Nacional de Taiwan e da Universidade de Michigan observaram recentemente novos efeitos eletromagnéticos em materiais ferromagnéticos rotativos. Suas descobertas foram publicadas na revista Nature Physics. O estudo mostra que respostas eletromagnéticas transversais, até então desconhecidas, ainda podem ocorrer em materiais sólidos que mantêm simultaneamente simetrias de inversão espacial e temporal.

Esta pesquisa concentra-se em uma classe de materiais que exibem rotação coletiva planar, um modo de rotação conhecido como ordem rotacional ferromagnética. O autor correspondente, Xiangxu Zheng, afirmou: “A torção é onipresente na natureza, aparecendo em estruturas de DNA, trepadeiras e até mesmo em cristais de quartzo que exibem efeitos piezoelétricos. Em contraste, a torção discutida em nosso estudo é planar: todas as camadas do material giram colaborativamente no sentido horário ou anti-horário.”A teoria tradicional sugere que respostas eletromagnéticas não convencionais geralmente requerem a violação de simetrias espaciais ou temporais, mas os pesquisadores previram, por meio de análise de simetria, que novos efeitos eletromagnéticos transversais ainda podem existir em materiais ferromagnéticos rotativos.

A equipe de pesquisa, utilizando Fe₁.₂₃Ti₀.₇₇O₃ como objeto de estudo específico, observou pela primeira vez uma diferença anômala na susceptibilidade magnética transversal nesse material por meio da caracterização sistemática da estrutura de domínios e microscopia de força magnética. Zheng Xiangxu destacou: "O mais interessante é que direções de rotação opostas no plano, nos dois domínios ferromagnéticos rotativos, produzem respostas eletromagnéticas transversais opostas." Essa descoberta confirma que novos comportamentos eletromagnéticos ainda podem ocorrer em materiais que mantêm simetria dupla.

Os resultados da pesquisa têm valor de referência para o projeto de materiais e aplicações em espintrônica. Zheng Xiangxu afirmou: "Nosso trabalho abre um novo paradigma para a exploração de novas respostas eletromagnéticas transversais em condições nas quais a corrente e a temperatura permanecem constantes. Dado que 13 dos 32 grupos pontuais cristalográficos — e quase 40% dos materiais conhecidos — podem acomodar a ordem rotacional ferromagnética, nossas descobertas sugerem que este pode ser apenas o começo de uma nova era." Espera-se que esse progresso forneça ideias para o desenvolvimento de novos dispositivos eletrônicos ou espintrônicos baseados na proteção da simetria.

A equipe de pesquisa afirmou que o próximo passo será verificar a existência de outros efeitos de geminação previstos teoricamente e explorar as diferenças no comportamento eletromagnético entre materiais ferromagnéticos rotativos com diferentes simetrias.