Os cientistas revelaram uma forma de magnetismo até então desconhecida, derrubando mais de um século de compreensão do comportamento magnético. A descoberta, conhecida como magnetismo alternado, revelou uma terceira classe fundamental de magnetismo colinear e abre novas possibilidades para materiais quânticos, eletrônica avançada e futuras tecnologias de computação.
Os três físicos responsáveis por esta descoberta foram nomeados galardoados com o Prémio Eurofísica 2026, uma das mais prestigiadas distinções da Europa em física da matéria condensada. A Divisão de Matéria Condensada da Sociedade Física Europeia (EPS) selecionou o Professor Jairo Sinova da Universidade Johannes Gutenberg Mainz (JGU), o Dr. Libor Smejkal e o Professor Tomas Jungwirth para estabelecer o ultramagnetismo como uma forma específica de ordem magnética, junto com o ferromagnetismo e o antiferromagnetismo.
“Este prêmio reconhece uma descoberta fundamental que desafiou um dos paradigmas mais estabelecidos na física da matéria condensada”, disse o professor Jairo Sinova, diretor do Centro Interdisciplinar de Fenômenos de Spin (SPICE) da Universidade de Mainz. “A descoberta de que uma fase magnética inteiramente nova esteve escondida durante mais de cem anos mostra que mesmo os campos científicos mais maduros ainda podem conter surpresas fundamentais.”
Este avanço resultou de anos de colaboração entre o grupo de investigação de Sinova na Universidade de Mainz e a equipa de Jungwirth no Instituto de Física da Academia Checa de Ciências em Praga. Smejkal, que também mantém uma afiliação em Praga, passou oito anos em Mainz entre 2016 e 2024, primeiro conduzindo pesquisas de doutorado e depois trabalhando como cientista de pós-doutorado no grupo de Synova.
Durante esse período, Smejkal desempenhou um papel de liderança no desenvolvimento da estrutura teórica por trás do magnetismo alternativo. Ao combinar abordagens matemáticas avançadas para simetrias com a spintrônica, que estuda como o spin do elétron pode ser usado em dispositivos eletrônicos, os pesquisadores identificaram padrões de comportamento magnético anteriormente não reconhecidos.
Suas previsões logo atraíram equipes experimentais de todo o mundo. Medições de propriedades eletrônicas e transporte elétrico em diversos materiais forneceram evidências que apoiam a nova classificação magnética. Com a expansão dos esforços de investigação na Europa, América do Norte e Ásia, o ultramagnetismo tornou-se uma das áreas mais ativas da física da matéria condensada.
Terceira forma de magnetismo reescreve a física
Por mais de 100 anos, os físicos geralmente dividiram os ímãs colineares em duas categorias básicas: ferromagnetos e antiferromagnetos.
Os ferroímãs têm um alinhamento magnético geral que produz uma magnetização líquida. Esses materiais são essenciais para muitas tecnologias de memória magnética em uso atualmente. Nos antiferromagnetos convencionais, os momentos magnéticos opostos se cancelam, levando a nenhuma magnetização geral e a um comportamento eletrônico muito diferente daquele dos ferromagnetos.
O ultramagnetismo introduz uma surpreendente terceira possibilidade.
Assim como os antiferromagnetos, os ultraímãs têm momentos magnéticos que se cancelam, resultando em nenhuma magnetização líquida. No entanto, seus elétrons podem exibir propriedades anteriormente associadas aos ferromagnetos.
Esta combinação incomum permite que ultraímãs com spins de elétrons altamente polarizados suportem correntes elétricas, ao mesmo tempo que exibem mobilidade magnética extremamente rápida. Essas características poderiam torná-los valiosos para uma nova geração de dispositivos spintrônicos, o que poderia potencialmente aumentar as velocidades e capacidades das futuras tecnologias de informação.
Sua importância vai muito além da eletrônica. O ultramagnetismo representa uma classe de matéria de simetria anteriormente não reconhecida e revelou conexões inesperadas com muitas áreas-chave da física moderna, incluindo fenômenos topológicos, supercondutividade não convencional e materiais quânticos com fortes interações entre elétrons.
Como os cientistas descobriram o ultramagnetismo?
O caminho para esta descoberta começou com a investigação teórica das formas incomuns pelas quais a eletricidade se move através de materiais magnéticos. Entre os primeiros avanços estava a previsão do efeito Hall anômalo do cristal, um fenômeno associado ao transporte elétrico em algumas estruturas cristalinas.
Inicialmente, estes comportamentos inesperados podem parecer características incomuns de materiais individuais. No entanto, os investigadores acabaram por reconhecer que estavam ligados a uma teoria mais ampla que envolvia a simetria dos spins dos electrões.
Em vez de representarem exceções isoladas ao comportamento magnético estabelecido, estes materiais pertenciam a uma categoria magnética totalmente diferente.
Um marco importante ocorreu em 2022, quando a equipe publicou uma classificação de simetria abrangente do ultramagnetismo e identificou centenas de materiais que poderiam potencialmente exibi-lo.
Mais tarde, os físicos experimentais testaram essas previsões usando vários métodos complementares. Isso inclui espectroscopia de fotoemissão com resolução de ângulo (ARPES), que fornece medições de transporte elétrico e também de como os elétrons se comportam dentro dos materiais.
Os resultados confirmaram comportamento magnético alternativo em muitos materiais, ajudando a estabelecer experimentalmente novas classificações.
O interesse na descoberta aumentou rapidamente. Centenas de artigos científicos apareceram em poucos anos, e o magnetismo alternativo tornou-se um tópico importante em conferências internacionais de física. Uma crescente comunidade de investigação está agora a investigar tanto as suas propriedades fundamentais como as suas potenciais aplicações tecnológicas.
Discovery ganha o prestigiado Prêmio Eurofísica 2026
O Prémio Eurofísica reconhece grandes avanços na física da matéria condensada, um campo que se preocupa com as propriedades físicas e o comportamento dos materiais. Criado em 1975, o prémio homenageia descobertas que tenham avançado significativamente a compreensão científica, sendo a maior parte da investigação reconhecida conduzida na Europa.
O prêmio de 2026 reconhece avanços teóricos e experimentais que estabeleceram o ultramagnetismo como uma nova forma fundamental de ordem magnética colinear.
A cerimônia de premiação foi agendada para setembro de 2026 na 32ª Conferência Geral da Divisão de Matéria Condensada da Sociedade Física Europeia (CMD32) em Graz, Áustria.
cientistas por trás do sucesso
O professor Jairo Sinova é professor de física na Universidade Johannes Gutenberg de Mainz, na Alemanha, e diretor do Centro Interdisciplinar Spin Phenomena da universidade. Sua pesquisa investiga magnetismo, spintrônica e materiais quânticos.
Libor Smejkal trabalhou na Universidade de Mainz de 2016 a 2024, realizando trabalhos teóricos importantes que levaram à identificação do magnetismo de transição. Suas afiliações atuais incluem o Instituto Max Planck de Física de Sistemas Complexos, o Instituto Max Planck de Física Química de Sólidos e o Instituto de Física da Academia Tcheca de Ciências.
O professor Tomáš Jungwirth é afiliado ao Instituto de Física da Academia Tcheca de Ciências e à Universidade de Nottingham. Ele colaborou extensivamente com a equipe de pesquisa da Synova em Mainz e desempenhou um papel central no estabelecimento dos fundamentos teóricos do magnetismo alternativo.
Juntos, o seu trabalho revelou uma propriedade fundamental da matéria magnética que escapou ao reconhecimento durante mais de um século, abrindo uma direcção inteiramente nova para a investigação em física quântica e futuras tecnologias electrónicas.
