El equipo observó directamente una propiedad única en un material candidato altermagnético, aportando pruebas clave de una nueva fase del magnetismo postulada por primera vez en 2022
Por Erin Woodward
Slac.stanford.edu/31/10/2026
Conclusiones clave:
En los últimos años se ha ido consolidando la evidencia científica que respalda la existencia de un tercer tipo de magnetismo, denominado "altermagnetismo".
Ahora, un equipo dirigido por SLAC ha demostrado experimentalmente que un material exhibe características que son teóricamente imposibles de explicar sin el altermagnetismo.
Los materiales altermagnéticos podrían utilizarse para diseñar dispositivos electrónicos avanzados, con aplicaciones que incluyen tecnologías cuánticas, dispositivos de memoria y centros de datos.
Durante décadas, los físicos reconocieron solo dos tipos de magnetismo que se producen en los materiales sin influencia externa: el ferromagnetismo y el antiferromagnetismo. Hoy, en un estudio publicado en la revista Science , un equipo liderado por el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía de Estados Unidos ha aportado pruebas experimentales concluyentes de una tercera fase magnética denominada antiferromagnetismo.
“En los últimos años, los científicos han observado fenómenos que no encajan perfectamente en la dicotomía ferromagnetismo-antiferromagnetismo”, explicó el autor principal, Daniel Jost , científico asociado del SLAC y del Instituto Stanford para las Ciencias de los Materiales y la Energía . “Los investigadores han estado recopilando evidencia de un tercer tipo de magnetismo que combina las características de estas dos clases. Creemos que nuestros resultados proporcionan una sólida confirmación experimental de que esta tercera fase —el altermagnetismo— es real”.
Partiendo de estudios previos, esta investigación confirmó que el telururo de manganeso (MnTe) es un altermagnet, una nueva clase de imán que presenta propiedades tanto de ferromagnetismo como de antiferromagnetismo. Sus resultados mostraron evidencia experimental directa de quiralidad —una estructura magnética asimétrica, similar a una escalera de caracol o un tornillo— en los espines de un material candidato a altermagnetismo.
La identificación de estos materiales únicos podría permitir a los investigadores manipular sus propiedades de forma que los conviertan en candidatos ideales para la electrónica avanzada, con aplicaciones que incluyen tecnologías cuánticas, dispositivos de memoria y centros de datos.
Introducción al magnetismo
Para la mayoría de nosotros, el magnetismo es una fuerza tangible: es lo que mantiene el dibujo de un niño pegado a la puerta del refrigerador y lo que hace que la aguja de una brújula apunte al norte. Pero para un físico, el magnetismo es más complejo. Es una propiedad cuántica de un material, y no todos los materiales magnéticos tienen un efecto magnético directamente observable.
En física, un material se considera magnético si el espín de sus electrones —su momento angular interno, que puede ser "hacia arriba" o "hacia abajo"— está polarizado o ordenado según un patrón específico.
En los ferromagnetos, todos los espines electrónicos apuntan en la misma dirección (arriba-arriba-arriba o abajo-abajo-abajo), creando un campo magnético observable. Los humanos conocen y utilizan este tipo de imanes desde la antigüedad. En 1933, los científicos descubrieron otro tipo de material con espines polarizados. Los antiferromagnetos tienen espines electrónicos alternos (arriba-abajo-arriba-abajo) que se anulan entre sí, sin producir ningún efecto magnético neto.
¿Un nuevo tipo de magnetismo?
Durante casi 90 años, este sistema de dos categorías dominó nuestra comprensión del magnetismo.
Pero en los últimos años, los investigadores han observado que algunos materiales no encajan perfectamente en ninguna de las dos categorías. Ciertos materiales parecen exhibir características tanto del antiferromagnetismo, como la configuración de espín alternante sin magnetización neta, como del ferromagnetismo, como la capacidad de utilizar corrientes de espín . Anteriormente se creía que estos comportamientos eran mutuamente excluyentes.
En 2022, los investigadores propusieron el término "altermagnetos" para denominar a esta astuta clase de materiales.
Creemos que nuestros resultados proporcionan una sólida confirmación experimental de que esta tercera fase, el altermagnetismo, es real. Daniel JostCientífico asociado en SLAC y el Instituto Stanford de Ciencias de los Materiales y la Energía.
Para explicar este comportamiento, los investigadores postularon que los altermagnetos exhiben una polarización de espín alternada (arriba-abajo-arriba-abajo), muy similar a la de los antiferromagnetos convencionales, pero con una particularidad crucial: la estructura de la red cristalina que rodea a los espines "arriba" está rotada con respecto a la red que rodea a los espines "abajo". Esta torsión geométrica representa una ruptura de simetría que podría dar lugar a su comportamiento inusual.
Quiralidad: la pieza final del rompecabezas
“Para 2024, había algunos factores que apuntaban firmemente a que el altermagnetismo era real”, dijo Jost, “pero aún faltaba una pieza del rompecabezas”.
La pieza que faltaba era la evidencia experimental de quiralidad en un material candidato altermagnético. La quiralidad, a menudo denominada "lateralidad", significa que un material no puede superponerse a su imagen especular, del mismo modo que una mano izquierda no cabe en un guante para diestros.
La quiralidad ofrece una forma ingeniosa de distinguir diferencias sutiles a nivel cuántico entre antiferromagnetos y supuestos altermagnetos: mientras que un material altermagnético tendría espines alternos (arriba-abajo-arriba-abajo) como un antiferromagneto, las torsiones geométricas en su red darían a la estructura electrónica y magnética del material una quiralidad distintiva de la que carecen los antiferromagnetos convencionales.
El equipo de Jost optó por investigar la quiralidad en el MnTe, un material considerado antiferromagnético durante décadas hasta hace unos años, cuando se sospechó que era altermagnético. El equipo lo llevó al European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) en Francia, a una línea de luz conocida por su capacidad para generar haces de rayos X polarizados de alta precisión.
“Los materiales quirales dispersan los haces de rayos X polarizados a la izquierda de forma diferente a como lo hacen con los haces polarizados a la derecha”, explicó Jost. “Los materiales no quirales dispersarían cada haz de luz de la misma manera”.
Al dispersar rayos X polarizados circularmente sobre el material y comparar su respuesta a la luz levógira frente a la dextrógira, lograron detectar una clara señal quiral que no debería existir en un antiferromagneto convencional.
«Esta firma quiral nos proporcionó la base experimental sólida para afirmar que el altermagnetismo es único en su clase», declaró Jost. El experimento inicial se completó en 2024; el equipo lo repitió a principios de 2025, confirmando sus resultados anteriores.
«Esta técnica nos ayudó a confirmar que el telururo de manganeso realmente presentaba propiedades altermagnéticas», declaró Rachel Nickel, investigadora postdoctoral del ESRF y coautora del estudio, quien participó en el diseño y la realización del experimento en la línea de luz ID32. «El altermagnetismo se propuso hace tan solo unos años, y el rápido progreso en la confirmación de estos modelos es increíble».
Rachel Nickel, investigadora postdoctoral en el Centro Europeo de Radiación Sincrotrón (ESRF) en Francia, forma parte del equipo que observó evidencia directa de una nueva clase de magnetismo denominada altermagnetismo. (ESRF/Stef Candé)Altermagnetismo en el mundo real
Este descubrimiento tiene importantes implicaciones para el campo de la espintrónica, donde los investigadores están aprovechando el espín polarizado de los materiales magnéticos para diseñar la electrónica de próxima generación.
Mientras que las tecnologías informáticas tradicionales utilizan únicamente la carga de un electrón para almacenar y transferir información, la espintrónica aprovecha tanto la carga como el espín del electrón, lo que proporciona a los investigadores un control adicional. Los dispositivos espintrónicos tienen el potencial de ser más rápidos, más robustos y reducir significativamente el consumo de energía en la computación y los centros de datos.
Los investigadores han tenido cierto éxito con los dispositivos espintrónicos, pero ese éxito se ha visto limitado por la naturaleza del ferro- y el antiferromagnetismo.
«Los ferromagnetos son demasiado susceptibles a la influencia de los campos magnéticos», explicó Jost. «Si llevas un imán permanente en el bolsillo y pasas cerca de un dispositivo espintrónico construido con ferromagnetos, podrías alterar los bits y desordenar la información almacenada. Los antiferromagnetos solucionan este problema, pero son prácticamente invisibles, por lo que no se pueden leer fácilmente los datos almacenados en ellos ni utilizarlos para generar corrientes de espín eficientes».
«Los Altermagnets combinan lo mejor de ambos mundos», dijo Jost. «Tienen magnetización neta cero, por lo que son estables, pero aun así tienen la capacidad de generar corrientes polarizadas por espín necesarias para extraer información fácilmente. Eso te da un grado adicional de libertad para trabajar».
Las investigaciones futuras explorarán cómo se pueden influir y controlar los estados altermagnéticos mediante la luz y la electricidad para mejorar su utilidad en soluciones espintrónicas para tecnologías cuánticas, dispositivos de memoria y centros de datos.
Esta investigación cuenta con el apoyo parcial de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de EE. UU.
Cita: D. Jost et al., Science , 29 de octubre de 2026, 10.1126/science.adv3196 .
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SLAC es operado por la Universidad de Stanford para la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de los Estados Unidos . La Oficina de Ciencia es el principal patrocinador de la investigación básica en ciencias físicas en los Estados Unidos y trabaja para abordar algunos de los desafíos más apremiantes de nuestro tiempo.
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