Oro y plata revelan un comportamiento magnético inesperado a escala atómica

Un estudio revolucionario realizado por investigadores de la Universidad de Alicante y la Universidad Autónoma de Madrid ha descubierto que el oro, uno de los metales más estables y mejor estudiados de la tabla periódica, puede responder de forma sorprendente a campos magnéticos extremos cuando se reduce a contactos atómicos.

El experimento, publicado en Physical Review Research, se llevó a cabo en condiciones extremas: temperaturas cercanas al cero absoluto (4,2 K, o -269 °C) y campos magnéticos de hasta 20 teslas —aproximadamente 400.000 veces más intensos que el campo magnético terrestre—. Utilizando un microscopio de efecto túnel criogénico combinado con un imán superconductor, los científicos crearon contactos metálicos de un solo átomo entre una punta ultra afilada y una superficie de oro o plata.

El resultado fue inesperado: la conductancia eléctrica del oro disminuyó alrededor de un 15% bajo la influencia del campo magnético. Según los modelos teóricos tradicionales, los metales nobles como el oro y la plata no deberían mostrar una dependencia magnética apreciable en este tipo de configuraciones. Sin embargo, los experimentos demostraron lo contrario.

La clave del fenómeno radica en moléculas residuales de oxígeno presentes cerca del contacto atómico. Bajo campos magnéticos intensos, estas moléculas generan una corriente polarizada en espín, alterando el transporte electrónico y provocando la reducción observada en la conductancia. Este efecto fue especialmente intenso en el caso de la plata.

Este descubrimiento no solo explica un comportamiento específico del oro a escala atómica, sino que también abre nuevas posibilidades en el campo de la espintrónica, una rama de la electrónica que aprovecha el espín de los electrones —una propiedad cuántica relacionada con su magnetismo— para procesar información. A diferencia de la electrónica convencional, la espintrónica permite desarrollar dispositivos más rápidos, eficientes y capaces de conservar información sin necesidad de energía constante.

Los investigadores sugieren que comprender cómo manipular el transporte electrónico a escala atómica podría permitir diseñar conductores con propiedades magnéticas ajustables sin recurrir a materiales ferromagnéticos tradicionales como el hierro, el cobalto o el níquel. Las aplicaciones potenciales incluyen sensores magnéticos ultrasensibles, nuevos componentes para computación cuántica y tecnologías biomédicas capaces de detectar campos magnéticos extremadamente débiles.

El estudio demuestra que incluso en materiales tan bien conocidos como el oro, todavía existen secretos por descubrir cuando se exploran sus propiedades en condiciones extremas. Como concluyen los investigadores, «todo comenzó con un experimento que empujó el oro hasta un límite físico poco explorado, y en ese límite, el metal que parecía completamente predecible reveló que todavía guarda algunos secretos a escala atómica».

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