Altermagnetismo confirmado: físicos demuestran una tercera forma de magnetismo en el MnTe

Durante casi noventa años, los libros de texto de física han clasificado los imanes en dos tipos, y esa clasificación acaba de romperse. Un equipo liderado por el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC, del Departamento de Energía de Estados Unidos, informa esta semana en Science que ha obtenido la prueba experimental concluyente de una tercera fase magnética, llamada altermagnetismo, en el material telururo de manganeso (MnTe). Es el tipo de resultado que no solo añade un dato a un campo, sino un capítulo al libro de texto.

El panorama clásico es bastante sencillo de retener. En un ferromagneto, los espines de los electrones —su momento angular interno, que apunta "hacia arriba" o "hacia abajo"— se alinean todos en la misma dirección y producen el campo magnético que sostiene una nota en la puerta del refrigerador. Los humanos usan ferromagnetos desde la antigüedad. En 1933, los físicos encontraron el segundo tipo: los antiferromagnetos, en los que los espines se alternan arriba-abajo-arriba-abajo y se cancelan entre sí, sin dejar efecto magnético neto. Esa división en dos se mantuvo durante casi un siglo, hasta que algunos materiales empezaron a portarse mal. Mostraban los espines alternos de un antiferromagneto y, sin embargo, podían transportar corrientes polarizadas en espín como un ferromagneto: dos comportamientos que se suponía mutuamente excluyentes. En 2022, los investigadores les dieron un nombre a estos díscolos: altermagnetos.

La teoría detrás del nombre es un giro geométrico. Los espines de un altermagneto se alternan como los de un antiferromagneto, pero la red cristalina que rodea a los espines "hacia arriba" está rotada respecto a la red que rodea a los espines "hacia abajo". Esa ruptura de simetría, según la teoría, debería dar al material una quiralidad —una "mano", como una mano izquierda que no cabe en un guante derecho— de la que carece un antiferromagneto ordinario. Hacia 2024, varias líneas de evidencia apuntaban en esa dirección, pero aún faltaba la pieza decisiva: nadie había observado directamente la quiralidad misma.

Eso es precisamente lo que el equipo liderado por SLAC fue a buscar, y lo encontró en el MnTe, un material clasificado durante mucho tiempo como un antiferromagneto común. Trabajando en la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón (ESRF), en Francia, en una línea de luz construida para producir rayos X polarizados con control preciso, dispersaron rayos X polarizados circularmente sobre el material y compararon cómo respondía a la luz levógira frente a la dextrógira. Un material no quiral dispersaría ambos haces de forma idéntica; el MnTe no lo hizo. La señal quiral era clara, y cuando el equipo repitió el experimento a principios de 2025, se mantuvo. El autor principal, Daniel Jost, la describe como "una base experimental sólida para afirmar que el altermagnetismo constituye una clase propia".

¿Por qué debería importarle a alguien fuera de un departamento de física? Por la espintrónica, el esfuerzo por construir dispositivos electrónicos que usen el espín del electrón además de su carga, con la promesa de aparatos más rápidos, más resistentes y con un consumo energético mucho menor: una consideración real para los centros de datos. Los dos tipos clásicos de imán fallan de maneras opuestas. Los ferromagnetos se perturban con demasiada facilidad: como dice Jost, un imán permanente en tu bolsillo podría invertir los bits de un dispositivo basado en ferromagnetos al pasar junto a él. Los antiferromagnetos resuelven el problema de la estabilidad, pero son prácticamente invisibles, así que leer los datos o impulsar una corriente de espín útil a través de ellos es difícil. Los altermagnetos prometen ambas cosas a la vez: magnetización neta cero, por lo que son estables, más las corrientes polarizadas en espín necesarias para leer la información con facilidad. Esa combinación es la razón por la que el artículo apunta hacia dispositivos de memoria, tecnologías cuánticas y centros de datos, y no hacia la estantería de un museo.

Hay dos advertencias honestas, y ambas importan. Primera: esta es una prueba en un solo material, confirmada con la técnica de un solo equipo; ahora el campo debe demostrar que la firma se generaliza y que los estados altermagnéticos pueden controlarse con luz y electricidad, lo que los investigadores señalan como el siguiente paso. Segunda: aún no existe ningún dispositivo. El camino desde una línea de luz de sincrotrón hasta un chip de memoria pasa por años de ingeniería de materiales, y mucha física hermosa nunca completa ese trayecto. La señal alentadora es el ritmo: la idea solo se bautizó en 2022, y en cuatro años ha pasado de propuesta a confirmación experimental directa. Días antes, otro equipo informó de altermagnetismo en una estructura bidimensional retorcida, lo que sugiere que la búsqueda de nuevos materiales altermagnéticos ya se está ampliando más allá del MnTe.

El punto más profundo me parece el más satisfactorio. El sistema de dos categorías sobrevivió noventa años no porque la naturaleza sea ordenada, sino porque nuestros instrumentos no podían ver el giro. Una mejor línea de luz, una pregunta más aguda sobre la quiralidad, y una categoría que parecía cerrada resulta haber estado incompleta todo el tiempo. Es un recordatorio útil para cualquier campo que se sienta terminado: a veces la tercera opción no es un compromiso entre las dos primeras. Es algo genuinamente nuevo, escondido en la geometría.