Un innovador estudio realizado por el centro de investigación Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf en colaboración con el doctor Rodolfo Gallardo arrojó importantes resultados que podrían revolucionar el mundo de las nanoestructuras magnéticas y sus aplicaciones.
La destacada revista británica de divulgación científica, Nature Physics, destacó el trabajo de investigación realizado por el centro alemán Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) en colaboración con el investigador del Departamento de Física de la Universidad Técnica Federico Santa María, Dr. Rodolfo Gallardo.
El medio digital publicó el artículo formulado tras un año y medio de trabajo investigativo, el cual buscaba acoplar la radiación terahertz a materiales magnéticos nanostructurados. Dicho acoplamiento presentaba un desafío que por años había sido imposible debido a las diferentes longitudes de onda entre las ondas magnéticas (ondas de espín) y la radiación terahertz, pero que ahora, al encontrar una solución, abriría un sinfín de posibilidades en el campo de la magnónica y sus aplicaciones.
Ante la relevancia de la publicación realizada, Rodolfo Gallardo señaló que “es importante a nivel personal, ya que destaca mi trayectoria como un científico, pero también es relevante para el prestigio de la universidad”, explicando que las publicaciones en revistas como Nature Physics son, en la actualidad, “bastante escasas a nivel nacional” y que sirven para “mostrar el nivel de nuestros estudios científicos, no solo a nivel nacional, sino también a nivel internacional”.
En respuesta al impacto del hallazgo, otros medios de divulgación, como los sitios web Techfragment y Phys.org, se refirieron al tema subrayando lo “innovador” de la técnica desarrollada por el equipo de científicos encabezado por el HZDR y el doctor Gallardo. Por esta razón es que el investigador del Departamento de Física insistió en que “este tipo de artículos contribuyen al prestigio de la universidad y destacan la calidad de sus profesionales en el exterior”.
Física de vanguardia
El trabajo desarrollado bajo el título de Coupling of terahertz light with nanometre-wavelength magnon modes via spin–orbit torque (o como lo traduce el propio Gallardo, Acoplamiento de luz terahertz con magnones de longitud de onda nanométrica vía torque espín-órbita) arrojó importantes resultados en el área de las nanoestructuras magnéticas, los cuales permitirían enlazar la luz con otros materiales magnéticos a través de la excitación de sus ondas.
Tal como explica Gallardo, el acoplamiento eficiente de la luz con magnones había sido algo desafiante debido a las diferentes longitudes de onda entre ambos fenómenos físicos. “Es muy difícil acoplar eficientemente la radiación o luz con las ondas de espín, incluso si ambas ondas tienen la misma frecuencia”, señala el doctor en física, que desde 2010 colabora con el HZDR y con quienes ya ha publicado varios artículos científicos.
Para resolver el problema, “se propuso un nuevo sistema que consiste de un material magnético acoplado con dos láminas metálicas de unos pocos nanómetros de grosor, donde la interacción entre los metales y el material magnético presenta un fuerte acoplamiento espín-órbita. Dicho acoplamiento, de origen cuántico, hace una especie de ‘enlace’ entre el mundo de las ondas de luz y el mundo de las ondas de espín”, relata, explicando que al sortear esta imposibilidad “se abre la posibilidad de que muchas de las nanoestructuras magnéticas que se han estudiado a bajas frecuencias se puedan estudiar en un rango de frecuencias más altas, donde nuevas propiedades dinámicas pueden ser observadas”.
El investigador Rodolfo Gallardo fue el encargado de desarrollar la explicación teórica de los experimentos formulados por el centro alemán en sus dependencias. En sus propias palabras, debió “desarrollar un modelo teórico que explique de manera sencilla que lo medido experimentalmente es consistente con las excitaciones magnéticas oscilando a frecuencias de los terahertz”.
Finalmente, el investigador comentó que este tipo de avances científicos podrían facilitar el desarrollo de tecnologías de transmisión de datos mucho más eficaces. Se trataría, según recalca, de un avance muy significativo llevado a la práctica y que “marca un antes y un después en el estudio de las propiedades dinámicas de las nanoestructuras magnéticas, ya que se ha dado un paso crucial hacia la creación de nuevos componentes que operen a frecuencias de los terahertz”.
