A quiralidade, ou lateralidade, é uma propriedade fundamental extremamente importante dos objetos em muitos campos da física, matemática, química e biologia; um objeto quiral não pode ser sobreposto de forma alguma à sua imagem espelhada.
Os objetos quirais mais simples são mãos humanas, daí o próprio termo. O oposto de quiral é aquiral: um círculo ou um quadrado são objetos aquirais simples.
A quiralidade pode ser aplicada a entidades muito mais complexas; por exemplo, interações internas concorrentes em um sistema magnético podem levar ao aparecimento de texturas magnéticas periódicas na estrutura que diferem de suas imagens espelhadas – isso é chamado de ordenação ferromagnética quiral.
Os cristais quirais são amplamente considerados candidatos promissores para armazenamento de dados magnéticos e realização de dispositivos de processamento, pois as informações podem ser codificadas por meio de suas texturas magnéticas não triviais.
Anastasia Pervishko, cientista pesquisadora do Centro Skoltech de Ciência e Engenharia Computacional e Intensiva de Dados (CDISE), e seus colegas usaram análise baseada em simetria e cálculos numéricos para prever a existência de ferromagnetismo antiquiral – um tipo de ordenação ferromagnética quando ambos os tipos de a quiralidade (lateralidade) existe simultaneamente e se alterna no espaço.
“Em contraste com as texturas quirais e aquirais, prevemos um ordenamento magnético fundamentalmente diferente em ferromagnetos tetraédricos. Usamos o termo 'antiquiralidade' para destacar a modulação espontânea da direção da magnetização com uma alternância de quiralidade espacial entre destros e canhotos induzida pela simetria do cristal”, diz Pervishko.
Ela explica que a quiralidade nesta textura magnética periódica alterna no espaço enquanto o invariante de torção médio é zero. “Pode-se imaginar isso como uma modulação magnética onde uma parte é caracterizada pela destra e outra pela canhota; isso difere drasticamente das texturas quirais convencionais, onde a lateralidade é preservada”, acrescenta Pervishko.
A equipe mostrou que o ferromagnetismo antiquiral pode ser observado em uma classe de cristais em que muitos minerais são formados naturalmente. Para fazer isso, eles estudaram o ordenamento magnético na estrutura com simetria cristalina tetraédrica e usaram a análise micromagnética para derivar esse novo ordenamento antiquiral.
“Graças a este estado fundamental não convencional, o ordenamento magnético proposto pode resultar em uma rica família de fenômenos magnéticos, incluindo domínios magnéticos únicos e skyrmions que são fundamentalmente diferentes das texturas quirais. Esta descoberta desencadeia novas investigações teóricas e experimentais neste tipo de materiais magnéticos”, conclui Anastasia Pervishko.