Físicos del MIT observan por primera vez una nueva forma de magnetismo
El nuevo tipo de magnetismo, conocido como magnetismo p-wave, podría transformar el diseño de chips y dispositivos electrónicos mediante la espintrónica, una tecnología emergente basada en el espín del electrón.
Por Enrique Coperías
Representación artística del magnetismo p-wave en yoduro de níquel: los espines de los electrones forman espirales opuestas que pueden invertirse con un campo eléctrico débil, un fenómeno clave para el desarrollo de tecnologías espintrónicas de bajo consumo. Imagen generada con DASLL-E
En un laboratorio del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, un equipo de físicos ha descubierto una forma inédita de magnetismo que podría marcar el inicio de una nueva era en la tecnología de almacenamiento de datos.
El hallazgo, publicado en la revista Nature, revela un estado magnético denominado magnetismo p-wave en un material cristalino bidimensional, el yoduro de níquel (NiI₂), que promete impulsar una generación de chips ultrarrápidos, compactos y de bajo consumo energético.
Este nuevo tipo de magnetismo es una mezcla fascinante entre dos formas conocidas: el ferromagnetismo —el de los imanes comunes— y el antiferromagnetismo, en el que los momentos magnéticos se anulan a escala microscópica. El resultado es un tipo de magnetismo nunca antes visto, en el que los espines de los electrones se organizan en un patrón en espiral que, además, puede cambiarse fácilmente aplicando un campo eléctrico muy débil.
«Este descubrimiento allana el camino para una nueva clase de memorias magnéticas que combinan eficiencia energética, velocidad y densidad», explica Qian Song, investigador del MIT y coautor del estudio.
¿Qué es el magnetismo p-wave y por qué es importante?
En los materiales ferromagnéticos, los espines —una propiedad cuántica de los electrones— se alinean en una misma dirección, generando así un campo magnético macroscópico. En los antiferromagnéticos, los espines se orientan en direcciones opuestas, anulando ese efecto a gran escala.
El magnetismo p-wave, sin embargo, presenta una peculiaridad: aunque los espines también se cancelan globalmente, lo hacen en configuraciones helicoidales que son imágenes especulares entre sí, como la mano izquierda respecto de la derecha.
«Este comportamiento confirma que el material exhibe magnetismo p-wave y puede usarse para generar flujos de espín, clave en la computación magnética», afirma Riccardo Comin, autor principal del estudio.
Ese patrón espiral se encontró en el yoduro de níquel, un material que los investigadores sintetizaron depositando átomos de níquel e yodo sobre un sustrato cristalino y cocinándolos a altas temperaturas. Lo que salió del horno fueron láminas finísimas con una estructura triangular donde los espines del níquel se organizan en espirales. Más aún, estas espirales pueden invertirse —cambiando su mano— mediante la aplicación de un pequeño campo eléctrico.
Visualización conceptual de un chip espintrónico basado en magnetismo p-wave: los espines en espiral permiten almacenar y procesar datos con alta velocidad y mínimo consumo energético, una promesa para la próxima generación de procesadores cuánticos.
Espintrónica: una alternativa eficiente a la electrónica convencional
Este mecanismo de conmutación es crucial para el desarrollo de la llamada espintrónica, una tecnología emergente que, en lugar de usar la carga eléctrica como la electrónica convencional, almacena y procesa información mediante el espín del electrón. Controlar el espín con campos eléctricos, como permite el magnetismo p-wave, es un avance clave para lograr dispositivos más rápidos y que consuman mucha menos energía.
En sus experimentos, el equipo del MIT iluminó el material con un tipo especial de luz, que gira como una espiral ( luz circularmente polarizada), para activar los electrones y observar cómo respondían según la orientación de sus espines.
Los físicos descubrieron que la respuesta óptica del sistema dependía del sentido de la espiral magnética, una prueba clara de que los espines de los electrones viajaban alineados con esa configuración helicoidal. Y, al aplicar un campo eléctrico, pudieron cambiar el sentido de la espiral, y con ello, el espín de los electrones en movimiento.
«Esto genera una corriente de espines que puede utilizarse para controlar bits magnéticos con gran eficiencia —señala Comin en un comunicado del MIT. Y añade—: Y lo hace sin generar calor, uno de los mayores problemas de los ordenadores actuales
El reto de la temperatura
Por ahora, este comportamiento solo se ha observado a temperaturas muy bajas —alrededor de 60 kelvins (-213,15 ºC), por debajo del punto de ebullición del nitrógeno líquido—, lo que limita sus aplicaciones inmediatas. Sin embargo, los investigadores son optimistas. El siguiente objetivo es identificar materiales que mantengan este estado magnético a temperatura ambiente.
Libor Šmejkal, del Instituto Max Planck en Dresde, uno de los teóricos que propuso el concepto de magnetismo p-wave, aplaude el avance: «Es emocionante ver cómo estas predicciones teóricas se confirman experimentalmente y abren la puerta a aplicaciones reales».
Con este descubrimiento, la ciencia da un paso firme hacia una nueva física del magnetismo, más versátil y eficiente. Un paso que, como tantas veces antes, comenzó con una pregunta aparentemente sencilla: ¿qué ocurre cuando el espín del electrón decide girar en espiral? ▪️
Información facilitada por el MIT
Fuente: Song, Q., Stavrić, S., Barone, P. et al. Electrical switching of a p-wave magnet. Nature (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09034-7
