Pela primeira vez, cientistas observaram diretamente o momento angular se movendo através de uma rede cristalina e viram rotações atômicas inverterem subitamente a direção. A descoberta, feita na Alemanha, desafia suposições simples sobre como o movimento se comporta na escala quântica.
Um pulso de laser fez átomos girarem como uma roda gigante
Pesquisadores do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), junto com equipes do Fritz Haber Institute e parceiros em Berlim, Dresden, Jülich e Eindhoven, usaram pulsos de laser terahertz ultra potentes para fazer átomos dentro de um cristal entrarem em movimento circular preciso. Um segundo pulso de laser ultrarrápido então rastreou como esse movimento se espalhou para vibrações vizinhas. O experimento deu aos cientistas uma visão direta do momento angular se movendo através do material pela primeira vez.
Então a rotação inverteu sem motivo óbvio
Conforme o momento angular se transferia de uma vibração atômica para outra, algo inesperado aconteceu. A direção da rotação inverteu. Duas rotações coordenadas se combinaram em uma única girando no sentido oposto. A inversão não é aleatória. Ela vem da simetria rotacional subjacente da própria rede cristalina. O efeito cria uma situação onde o que parecem ser dois movimentos indo para um lado produzem um único movimento indo para o outro.
O que isso significa para entender o magnetismo
A descoberta se conecta a um famoso experimento de Albert Einstein e Wander Johannes de Haas há mais de um século. Eles mostraram que mudar a magnetização de um material podia fisicamente fazê-lo girar, provando que o momento angular magnético e mecânico estão ligados. Desde então, cientistas tentam entender como o momento angular se espalha por sólidos. Este experimento finalmente mostra esse processo em ação. Os resultados foram publicados na Nature Physics.
Uma nova janela para materiais quânticos
Ao observar o momento angular viajar através de vibrações da rede e inverter direção, pesquisadores agora têm uma imagem mais clara de como o magnetismo emerge do movimento atômico. A descoberta dá aos cientistas uma nova ferramenta para estudar e potencialmente controlar materiais quânticos avançados. Ela não reescreve as leis da física. Ela revela uma etapa estranha e antes invisível em uma cadeia que conecta átomos girando às propriedades magnéticas do mundo ao nosso redor.
