Científicos del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf han descubierto estados de Floquet nunca vistos dentro de vórtices magnéticos extremadamente pequeños utilizando una energía mínima procedente de ondas magnéticas. Este hallazgo, que desafía las suposiciones previas, podría vincular la electrónica, la espintrónica y las tecnologías cuánticas. Los resultados se han publicado en Science.
Investigadores del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) identificaron patrones de oscilación inusuales, conocidos como estados de Floquet, dentro de vórtices magnéticos en discos ultradelgados hechos de materiales como níquel-hierro. Estos discos miden solo micrómetros o nanómetros de ancho, donde los momentos magnéticos se alinean en patrones circulares similares a agujas de brújula en miniatura que forman remolinos. Cuando se estimulan, estas estructuras producen magnones: excitaciones colectivas similares a ondas que propagan información sin transporte de carga, lo que las hace prometedoras para la computación del futuro. El Dr. Helmut Schultheiß, jefe de proyecto en el Instituto de Física de haces de iones e investigación de materiales del HZDR, señaló: 'Estos magnones pueden transmitir información a través de un imán sin necesidad de transporte de carga'. El equipo redujo los discos a unos pocos cientos de nanómetros para estudiar los efectos en la computación neuromórfica, pero observó peines de frecuencia —series de líneas estrechamente espaciadas— en lugar de señales de resonancia únicas. Schultheiß recordó: 'Al principio asumimos que era un artefacto de medición o algún tipo de interferencia. Pero cuando repetimos el experimento, el efecto reapareció'. El fenómeno surge de los magnones que energizan el núcleo del vórtice, lo que hace que trace una pequeña trayectoria circular que altera rítmicamente el estado magnético, generando los peines con solo microvatios de potencia, mucho menos que un teléfono inteligente en modo de espera. A diferencia de los métodos que requieren intensos pulsos láser, este utiliza ondas magnéticas suaves. Schultheiß lo describió como un 'adaptador universal', similar a un puerto USB, con el potencial de sincronizar señales de terahercios con dispositivos electrónicos o cuánticos. El descubrimiento, detallado en un artículo de Christopher Heins y sus colegas en Science (DOI: 10.1126/science.adq9891), fue analizado utilizando el programa Labmule del HZDR. El equipo pretende explorar aplicaciones en otras estructuras magnéticas para interconectar la electrónica, la espintrónica y la tecnología de información cuántica.
