La quiralidad, o la mano, es una propiedad fundamental extremadamente importante de los objetos en muchos campos de la física, las matemáticas, la química y la biología; un objeto quiral no se puede superponer a su imagen especular de ninguna manera.
Los objetos quirales más simples son las manos humanas, de ahí el término en sí. Lo contrario de quiral es aquiral: un círculo o un cuadrado son simples objetos aquirales.
La quiralidad se puede aplicar a entidades mucho más complejas; por ejemplo, las interacciones internas en competencia en un sistema magnético pueden llevar a la aparición de texturas magnéticas periódicas en la estructura que difieren de sus imágenes especulares; esto se denomina ordenamiento ferromagnético quiral.
Los cristales quirales se consideran candidatos prometedores para el almacenamiento de datos magnéticos y la realización de dispositivos de procesamiento, ya que la información se puede codificar a través de sus texturas magnéticas no triviales.
Anastasia Pervishko, científica investigadora del Centro Skoltech de Ciencia e Ingeniería Computacional e Intensiva en Datos (CDISE), y sus colegas utilizaron análisis basados en simetría y cálculos numéricos para predecir la existencia de ferromagnetismo antiquiral, una especie de orden ferromagnético cuando ambos tipos de la quiralidad (destreza manual) existe simultáneamente y se alterna en el espacio.
“En contraste con las texturas quirales y aquirales, predecimos un orden magnético fundamentalmente diferente en los ferroimanes tetraédricos. Usamos el término 'antiquiralidad' para resaltar la modulación espontánea de la dirección de magnetización con una alternancia de quiralidad espacial entre diestros y zurdos inducida por la simetría del cristal ”, dice Pervishko.
Ella explica que la quiralidad en esta textura magnética periódica se alterna en el espacio mientras que el invariante de torsión promedio es cero. “Uno puede imaginarlo como una modulación magnética donde una parte se caracteriza por ser diestro y la otra por ser zurdo; que difiere drásticamente de las texturas quirales convencionales en las que se conserva la mano ”, añade Pervishko.
El equipo demostró que el ferromagnetismo antiquiral se puede observar en una clase de cristales en los que se forman muchos minerales de forma natural. Para ello, estudiaron el orden magnético en la estructura con simetría cristalina tetraédrica y utilizaron análisis micromagnéticos para derivar este nuevo orden antiquiral.
“Gracias a este estado fundamental no convencional, el orden magnético propuesto podría resultar en una rica familia de fenómenos magnéticos que incluyen dominios magnéticos únicos y skyrmions que son fundamentalmente diferentes de las texturas quirales. Este hallazgo desencadena una mayor investigación teórica y experimental en este tipo de materiales magnéticos ”, concluye Anastasia Pervishko.