Los nanovórtices magnéticos en minerales de magnetita son testigos confiables de la historia de la tierra, como lo revelan los primeros estudios de alta resolución de estas estructuras realizados por científicos de Alemania y el Reino Unido. Las estructuras magnéticas se construyen durante el enfriamiento de la roca fundida y reflejanEl campo magnético de la Tierra en el momento de su formación. Los vórtices son inesperadamente resistentes a las fluctuaciones de temperatura, como lo han verificado los experimentos holográficos de electrones en Jülich. Estos resultados son un paso importante para mejorar nuestra comprensión de la historia del campo magnético de la Tierra, su núcleoy tectónica de placas.
El campo magnético de la Tierra realiza funciones importantes: nos protege, por ejemplo, de partículas cargadas del espacio y permite a las aves migratorias, las abejas y otros animales navegar. Sin embargo, no es estable y cambia constantemente su intensidad y estado.Varias veces en el pasado incluso ha invertido su polaridad: los polos norte y sur han cambiado de lugar. Los científicos en el área del paleomagnetismo utilizan minerales magnéticos para investigar la historia del campo magnético de la Tierra y su formación a partir del metal fundido que fluye dentro de la Tierra.núcleo, el llamado geodinamo. Además, el movimiento de las placas continentales se puede controlar con la ayuda de tales rocas.
En el transcurso de millones de años, estos minerales a menudo podrían haber estado expuestos a inmensas fluctuaciones de temperatura, debido a cambios climáticos extremos o actividad volcánica, por ejemplo. Qué tan bien sobreviven las estructuras magnéticas a tales fluctuaciones de temperatura y qué tan confiable es la información¿Un equipo de investigación internacional ha estudiado esta pregunta por primera vez con una resolución ultra alta en muestras de magnetita, el mineral que domina las propiedades magnéticas en la corteza terrestre ". Es solo en una pequeña parte de la magnetita natural".que se encuentran estructuras magnéticas conocidas por ser muy estables con respecto a las fluctuaciones de temperatura ", explica el Dr. Trevor Almeida del Imperial College de Londres." Mucho más comunes son los pequeños vórtices magnéticos. Su estabilidad no se pudo demostrar hasta ahora ".
Junto con colegas de Forschungszentrum Jülich, la Universidad de Edimburgo y la Universidad de Nottingham, Almeida ha estudiado los vórtices magnéticos en los nanocristales de magnetita. Como las estructuras son tan pequeñas, cada grano tiene aproximadamente el tamaño de un virus, allíes solo un método con el cual los nanovórtices pueden observarse directamente mientras se calientan y enfrían: "Un microscopio electrónico especial de alta resolución en el Centro Ernst Ruska ER-C en Jülich es capaz de crear campos magnéticos en ela nanoescala holográficamente visible ", explica Almeida." De esta manera, las imágenes de líneas de campo se producen casi como el uso de limaduras de hierro alrededor de un imán de barra para hacer visible su campo magnético, pero con una resolución en el rango de nanómetros ".
Los experimentos en Jülich mostraron que aunque los vórtices magnéticos se alteran en fuerza y dirección cuando se calientan, vuelven a su estado original a medida que se enfrían. "Por lo tanto, las rocas de magnetita, que llevan signos de fluctuaciones de temperatura, son de hecho una fuente confiablede información sobre la historia de la tierra ", dice entusiasmado Almeida.
"La holografía electrónica nos ha permitido obtener una visión completamente nueva del comportamiento magnético de la magnetita", enfatizó el Prof. Rafal Dunin-Borkowski, Director de la ER-C y del Instituto Peter Grünberg en Jülich.experto en holografía electrónica, trabaja con su equipo de Jülich para mejorar aún más la resolución de esta técnica y proporcionar a los científicos alemanes e internacionales la infraestructura necesaria para realizar este tipo de estudio ". Los campos magnéticos débiles en los nanocristales no solo juegan un papel enpaleomagnetismo. En la tecnología de la información, por ejemplo, los hologramas de electrones también pueden ser útiles para ayudar a hacer retroceder los límites físicos del almacenamiento y procesamiento de datos ".
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Materiales proporcionado por Forschungszentrum Juelich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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