Uma equipe internacional de Delft, Lancaster, Nijmegen, Kiev e Salerno demonstrou uma nova técnica para gerar ondas magnanãticas que se propagam atravanãs do material a uma velocidade muito maior do que a velocidade do som.

Essas chamadas ondas de spin produzem muito menos calor do que as correntes elanãtricas convencionais, tornando-as candidatas promissoras para futuros dispositivos de computação com consumo de energia significativamente reduzido.

Fa­sicos e engenheiros de todo o mundo estãoconstantemente pensando em maneiras de melhorar o desempenho dos dispositivos de processamento de dados. Muitas de suas ideias giram em torno da substituição das correntes elanãtricas, que transportam os sinais na eletra´nica convencional, por ondas. As ondas são excitações coerentes, o que significa que a informação pode ser codificada tanto na amplitude quanto na fase da onda. A interferaªncia e a difração, fena´menos naturais para uma onda de qualquer natureza, permitem a criação dos chamados circuitos la³gicos baseados em ondas, os minaºsculos blocos de construção para futuras aplicações de processamento de dados. Como as ondas viajam atravanãs de materiais com resistência significativamente menor do que as correntes elanãtricas, elas tem o potencial de reduzir drasticamente o consumo de energia na computação futura.

As ondas magnanãticas, também chamadas de ondas de spin, são um dos candidatos mais promissores para dispositivos la³gicos baseados em ondas. Experimentos usando ondas de spin em a­ma£s regulares (ferro) mostraram que épossí­vel construir pequenos dispositivos la³gicos sem o uso de correntes elanãtricas. Ferromagnets são caracterizados por uma magnetização la­quida. Devido a este último, podemos escrever e ler informações magnanãticas em ferromagnetos com a ajuda de um campo magnético externo.

Nos últimos anos, houve uma mudança de foco para o uso de antiferromagnetos. Em materiais antiferromagnanãticos, os momentos magnanãticos microsca³picos de a¡tomos vizinhos - os spins - são fortemente acoplados e alternam entre duas orientações opostas, de modo que não hámagnetização la­quida. A existaªncia dessa ordem alternada leva a velocidades de propagação de ondas de spin significativamente mais altas e a  possibilidade de taxas de clock operacionais em terahertz (trilhaµes de hertz). No entanto, a ausaªncia de magnetização também torna os antiferromagnetos magneticamente 'invisa­veis': émuito difa­cil detectar e influenciar a ordem antiferromagnanãtica. A prática tem mostrado que gerar e detectar ondas de spin que podem se mover atravanãs de meios antiferromagnanãticos éainda mais difa­cil. Como resultado, Conceitos de computação baseados em ondas de spin antiferromagnanãticas tem existido atéagora como um campo de oportunidades empolgantes teoricamente atraente, mas experimentalmente inexplorado. Encontrar novas maneiras de controlar os 'momentos magnanãticos' em antiferromagnetos anã, portanto, de importa¢ncia crucial.

A equipe internacional de pesquisadores conseguiu agora criar ondas magnanãticas coerentes do tamanho de nana´metros em um antiferroa­ma£ que viaja em velocidades supersa´nicas atravanãs do material. O truque deles era usar pulsos de luz ultracurtos para criar e detectar essas ondas de spin. "Embora soubanãssemos que pulsos ultracurtos de luz são capazes de influenciar as propriedades magnanãticas de materiais antiferromagnanãticos, a possibilidade de lana§ar ondas de spin propagadoras de comprimento de onda curto com luz ainda era bastante inesperada", diz o pesquisador Jorrit Hortensius, da Delft University of Technology. "Isso ocorre porque os pulsos de luz não tem o impulso necessa¡rio para criar ondas de spin de comprimento de onda curto - ou grande impulso."

Sabe-se hálguns anos que pulsos ultracurtos de luz podem ser a chave para a criação de ondas de spin que se propagam em alta frequência. Em um picossegundo (um milionanãsimo de milionanãsimo de segundo), esses pulsos podem sacudir o sistema magnético ordenado e iniciar o movimento magnético em antiferromagnetos. No entanto, normalmente a área excitada permanece localizada e não suporta propagação. Fazer a excitação para viajar atravanãs do material exigia outro ingrediente oculto. "A maioria dos materiais antiferromagnanãticos são dielanãtricos, o que significa que são transparentes para a luz visível. Em vez disso, usamos luz ultravioleta que éfortemente absorvida, de modo que apenas agitamos os spins muito pra³ximos a superfÍcie do material, dentro da chamada profundidade da pele" , diz o pesquisador Dmytro Afanasiev. "

As ondas de spin tem comprimentos de onda de cerca de 100 nm, que são muito menores do que o comprimento de onda da luz. Isso faz os pesquisadores acreditarem que podem ter criado ondas de spin ainda menores, embora não possam observa¡-las com seus instrumentos atuais. Jorrit Hortensius: "Como as ondas de spin com comprimentos de onda muito pequenos são as mais interessantes para a criação de elementos computacionais altamente compactos, estamos muito curiosos para saber qual éo limite."

Este trabalho traz futuros dispositivos de ondas de spin em antiferromagnetos mais pra³ximos da realidade. Rostislav Mikhaylovskiy da Lancaster University afirma: "Tradicionalmente, os materiais antiferromagnanãticos são considerados praticamente inaºteis, pois não possuem magnetização. No entanto, muito recentemente, as funcionalidades exclusivas dos antiferromagnetos desencadearam um verdadeiro boom em seus estudos. Acreditamos que nossas descobertas estimulara£o pesquisas futuras em ondas de spin antiferromagnanãticas e, eventualmente, trazer um dispositivo la³gico baseado em antiferromagnético em alcance prático - potencialmente abrindo a porta para uma redução radical na potaªncia necessa¡ria para a computação. "