No todo es ferromagnético en los altos campos magnéticos
Los altos campos magnéticos tienen el potencial de modificar la disposición microscópica de los momentos magnéticos porque superan las interacciones existentes en el campo cero. Normalmente, los campos altos que exceden un cierto valor crítico obligan a los momentos a alinearse en la misma dirección que el campo que conduce a la disposición ferromagnética. Sin embargo, un estudio reciente demostró que no siempre es así. Los experimentos tuvieron lugar en el imán de alto campo en la fuente de neutrones BER II del HZB, que genera un campo magnético constante de hasta 26 Tesla. Esto es unas 500.000 veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra. Se realizaron más experimentos con campos magnéticos pulsados de hasta 45 Tesla en el Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR).
A 25,8 Tesla, se produce una transición de fase en el cristal de uranio y se establece un complejo patrón magnético.
© HZB
Los físicos examinaron los cristales de U2Pd2In, que forman una clase especial de sólidos (sistema Shastry-Sutherland). Las interacciones entre los átomos de uranio magnéticamente activos son bastante complejas en esta estructura, principalmente debido a las órbitas extendidas 5f de los electrones más externos del uranio en un sólido. Estos electrones 5f también son portadores del momento magnético en el material.
Usando la difracción de neutrones en campos fuertes encontraron que una estructura magnética modulada no lineal inusualmente complicada sobre un campo magnético crítico. La célula de la unidad magnética es veinte veces más grande que la unidad cristalográfica, conteniendo 80 momentos magnéticos. Esa estructura es consecuencia de la competencia entre diferentes interacciones fuertes y el campo aplicado. "Nuestros resultados son importantes por dos razones", dice el Dr. Karel Prokes (HZB). "En primer lugar, muestran que la fase inducida por el campo no es ferromagnética y que el aumento de la magnetización en los campos altos se debe probablemente a una rotación gradual de los momentos U hacia la dirección del campo, un hallazgo que podría ser de relevancia para muchos otros sistemas y, en segundo lugar, pueden ayudar a desarrollar teorías más precisas sobre los sistemas de electrones 5f".
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