Pesquisadores da UC San Diego trocam o estado magnético de um material só com pulsos de laser, sem campo magnético

Pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego (UCSD) conseguiram inverter o estado magnético de uma estrutura de várias camadas usando apenas pulsos de laser, sem aplicar campo magnético, que é a forma convencional de gravar dados nesse tipo de material. O trabalho saiu na Nature Communications (2026; DOI 10.1038/s41467-026-77572-3), com o texto de divulgação da UCSD reproduzido pelo ScienceDaily, que serve de base a esta matéria. O trabalho é assinado por Abdoulaye Ndao, responsável sênior da pesquisa, e por Muhammad Waleed Khalid, primeiro nome da lista, que faz doutorado no grupo de Ndao. Eric Fullerton, especialista em filmes finos magnéticos da UCSD, também assina.

O que a equipe fez

Os pesquisadores usaram um laser ultrarrápido especializado e remodelaram e reduziram o feixe, muito menor que o de experimentos anteriores. A energia fica concentrada em uma região minúscula e chega em uma sequência de pulsos: os primeiros aquecem brevemente uma pequena área e invertem sua orientação magnética, e os seguintes ampliam a região invertida até o novo estado se estabilizar. A abordagem muda a forma como a luz interage com um material que já existe, sem exigir um material magnético novo.

O que é novo

A troca óptica funcionou em uma estrutura de nove camadas alternadas de platina e cobalto. Experimentos anteriores só conseguiam isso com três camadas magnéticas ou menos. O efeito também ocorreu sem uma polarização específica da luz, que antes era necessária. Estruturas mais espessas podem guardar informação por mais tempo, e por isso remover esses limites importa para uma memória prática. Ndao resume a ideia assim: quanto menor o feixe, menor e mais densa a memória óptica.

Para entender o contexto

A memória magnética, como a dos discos rígidos, guarda informação em pequenas regiões de um material, cada uma com a magnetização apontando para um lado ou para o outro. Mudar esse estado normalmente exige aplicar um campo magnético, o que gasta energia e limita a velocidade.

Usar pulsos de laser ultracurtos, na escala de femtossegundos (milionésimos de bilionésimo de segundo), para trocar o estado magnético é uma linha de pesquisa que busca gravar mais rápido e com menos energia. A diferença entre um resultado de laboratório e um produto é grande: o laser usado é um equipamento complexo, difícil de integrar a chips, e o experimento é inicial.

Termos úteis

• Magnetização: Direção do ímã interno de um material, usada para guardar informação.
• Femtossegundo: Um milionésimo de bilionésimo de segundo.
• Gravação magnética: Escrita de dados em materiais magnéticos, como nos discos rígidos.

As ressalvas

A afirmação de que a troca óptica pode ser mais de 1.000 vezes mais rápida que o método com campo magnético é dos autores, e o texto não traz tempos de comutação, consumo de energia nem as dimensões exatas do feixe para sustentá-la. O mesmo vale para a redução do feixe, descrita como de "dezenas de ordens de grandeza", um número incomum que deve ser lido com cautela. O laser usado não se integra com facilidade a chips de computador, e a equipe estuda outros materiais magnéticos que respondam a lasers mais adequados à eletrônica e tenta reduzir ainda mais o feixe, para algumas centenas de nanômetros. Khalid contou que os efeitos eram tão novos que foi difícil convencer outros pesquisadores, e por isso repetiram e verificaram os testes várias vezes. O texto descreve o trabalho como inicial, com obstáculos de engenharia significativos antes de chegar a dispositivos do dia a dia.