España participa en un hallazgo que muestra un patrón magnético nunca visto

A veces, los grandes descubrimientos no llegan observando galaxias lejanas, sino mirando muy de cerca, casi al límite de lo que la física permite. Eso es lo que ha ocurrido en una investigación internacional que acaba de lograr algo que durante décadas parecía inalcanzable: observar un patrón magnético que solo existía en teoría.

El estudio, en el que participa la Universidad de Cantabria, ha sido publicado en la revista Physical Review Letters y revela una anisotropía angular inédita en materiales magnéticos nanoestructurados.

Una investigación que resuelve un misterio teórico

El hallazgo forma parte de un proyecto internacional en el que han colaborado científicos de Luxemburgo, Australia, Francia, Reino Unido, Suiza y España. El equipo español pertenece al Grupo de Magnetismo de la Materia de la Universidad de Cantabria, liderado por el profesor Luis Fernández Barquín, y su contribución ha sido clave para la caracterización de las muestras antes de los experimentos principales.

La investigación se centra en cómo se dispersan los neutrones polarizados al atravesar un material magnético. Lo llamativo es que esa dispersión ha mostrado un patrón angular de cuatro lóbulos, un comportamiento que se había predicho en modelos teóricos, pero que nunca se había conseguido ver en un experimento real.

Una organización más compleja

La anisotropía angular implica que la dispersión de los neutrones no es igual en todas las direcciones. Este patrón tan singular indica que los momentos magnéticos internos del material, los “pequeños imanes” que forman su estructura, están organizados de un modo más complejo de lo que se pensaba. Lo extraordinario es que este orden aparece incluso en materiales con desorden nanométrico, donde, en teoría, cualquier forma definida debería desaparecer.

Que este patrón haya podido detectarse demuestra que existen mecanismos magnéticos ocultos que la ciencia aún no había logrado observar. Y esa es una de las razones por las que este avance está generando tanto interés en la comunidad internacional.

Instalaciones internacionales de referencia

Antes de realizar los experimentos principales, el grupo de la Universidad de Cantabria llevó a cabo la caracterización magnética de las muestras utilizando magnetómetros capaces de operar a temperaturas muy bajas y con campos magnéticos intensos. Este paso era imprescindible para garantizar que las muestras respondieran adecuadamente bajo el haz de neutrones.

Los experimentos de dispersión de neutrones polarizados se realizaron en instalaciones de referencia mundial, como el Institut Laue-Langevin (Francia) y el laboratorio ISIS del Rutherford Appleton Laboratory (Reino Unido). Fue allí donde se detectó el patrón angular que ha convertido esta investigación en un hito científico.

El eje del diseño de materiales del futuro

La posibilidad de observar directamente la energía de intercambio magnético en materiales desordenados abre una nueva línea de investigación. Hasta ahora, medir con precisión esta interacción fundamental era extremadamente difícil, especialmente en sistemas complejos o nanoestructurados.

Gracias a este avance, será posible diseñar materiales con propiedades magnéticas optimizadas para aplicaciones como sensores, componentes electrónicos, memorias magnéticas, imanes industriales o tecnologías para la transición energética. Además, los investigadores creen que este fenómeno podría aparecer en otros materiales avanzados, lo que ampliaría aún más su impacto.

Referencia de la noticia

Titov, I., Bersweiler, M. et al. (2025). Spin-Disorder-Induced Angular Anisotropy in Polarized Small-Angle Neutron Scattering. Physical Review Letters, 5 (1).