El Laboratorio Nacional Ames controla la quiralidad de las ondas magnéticas para la computación cuántica
Físicos conmutan estados de magnones en metales kagome ferrimagnéticos mediante campos magnéticos externos y baja energía
Físicos del Laboratorio Nacional Ames han encontrado una manera de conmutar la quiralidad de los magnones, ondas magnéticas que viajan a través de materiales sólidos sin desplazar una carga eléctrica. El hallazgo, dado a conocer el 10 de noviembre de 2026, aporta un nuevo mecanismo para codificar y procesar datos para el futuro hardware de computación cuántica. Al aplicar un campo magnético externo a determinados metales kagome, el equipo de investigación logró que estados de onda opuestos se mezclaran.
Mezcla quiral dentro de los metales kagome
Los magnones son cuasipartículas que representan ondas colectivas de excitación magnética. Como peonzas, se mueven con una orientación dextrógira o levógira. En un estudio publicado en Physical Review Letters, un grupo de investigación dirigido por el físico Rob McQueeney en el Laboratorio Nacional Ames demostró que estos estados diferenciados pueden interactuar y cambiar de dirección en condiciones controladas, según informó Phys.org. Mientras la electrónica convencional depende del movimiento físico de las cargas eléctricas, esta innovación permite que los magnones transmitan información únicamente mediante la orientación magnética, evitando la pérdida de energía provocada por la resistencia eléctrica.
«Los magnones tienen ciertas ventajas para mover información. Pero manipular la quiralidad no era un problema resuelto. Y ahora lo es.»
— Rob McQueeney, Laboratorio Nacional Ames
Momentos atómicos opuestos en ErMn6Sn6
El avance se produjo mientras el equipo investigaba los metales kagome, una clase de materiales cuánticos que reciben su nombre por su red atómica entrelazada. Para observar el comportamiento quiral, los científicos examinaron ferrimagnetos, materiales compuestos por dos átomos magnéticos distintos cuyos momentos magnéticos apuntan en direcciones opuestas sin anularse del todo. En pruebas con el compuesto TbMn6Sn6, los magnones dextrógiros y levógiros se cruzaron sin interactuar. Sin embargo, al experimentar con ErMn6Sn6, una aleación que contiene erbio, manganeso y estaño, los investigadores observaron que los dos tipos de onda colisionaban, evitaban el cruce y se mezclaban, según detalló Phys.org.
Conmutación de baja energía para el almacenamiento de datos
En condiciones normales, excitar magnones dextrógiros y levógiros requiere umbrales de energía completamente distintos. El montaje experimental demostró que romper la simetría del material permite que ambos estados se mezclen libremente. Esta reacción permite que un campo magnético externo alterne la quiralidad de la onda con muy poca potencia. Controlar los estados quirales resuelve una barrera que se arrastraba desde hace tiempo en la física basada en el espín. Aunque todavía no se ha registrado ningún dispositivo comercial ni solicitud de patente, esta invención de laboratorio proporciona la base física para futuros dispositivos de propiedad intelectual y de espintrónica, y abre vías prácticas para una lógica magnética de alta eficiencia en la computación cuántica.
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Traducido automáticamente del original en inglés. Leer el original
