El desorden que engendra orden ✎ exprés

Original: "Coherent spin waves in a maximal entropy phase"
arXiv:2604.23597 · 2026-04-26 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
En un cristal con desorden deliberado, las ondas de espín se propagan más lejos, en lugar de extinguirse.

En un cristal ordinario, los átomos están alineados en filas perfectas, como soldados en formación. Cualquier desviación de ese orden se considera perjudicial: el desorden dispersa las ondas y apaga rápidamente los movimientos colectivos de las partículas. Pero en algunos materiales se mezclan deliberadamente átomos diferentes para obtener la llamada estructura de alta entropía, una especie de ensaladilla rusa donde cada tipo de átomo ocupa un lugar aleatorio. Hasta ahora se creía que en esa mezcolanza las ondas magnéticas (ondas de espín: oscilaciones de los momentos magnéticos de los átomos, similares a la ola que recorre las gradas de un estadio) deberían extinguirse rápidamente.

Los autores lo comprobaron en el compuesto YBaCuFeO5. En él hay dos átomos magnéticos distintos, cobre y hierro, con momentos magnéticos muy diferentes, por lo que cualquier cambio local en el orden afecta de inmediato a la dinámica de los espines. Mediante dispersión inelástica resonante de rayos X (un método que permite medir directamente la energía y el momento de las ondas de espín), los científicos observaron algo inesperado: en la fase mixta, donde el desorden es máximo, las ondas de espín no solo no desaparecen, sino que se vuelven más nítidas y duraderas. Además, presentan dos ramas bien separadas, una acústica y otra óptica, como las vibraciones sonoras en una red, pero con una gran brecha energética entre ellas.

El desorden actúa aquí como un director de orquesta que, en lugar de estorbar a los músicos, marca a cada uno el momento exacto de entrar, y la música suena más limpia.

Esta paradoja cambia la visión sobre el papel del desorden en el magnetismo. Antes se pensaba que los modos colectivos coherentes eran privilegio de los sistemas perfectamente ordenados y de baja entropía. Ahora está claro que los imanes de alta entropía pueden conservar e incluso potenciar la coherencia. Este resultado es importante para la espintrónica, un campo donde las ondas de espín se utilizan para transmitir y procesar información sin movimiento de cargas y, por tanto, con menores pérdidas.

Una onda de espín se parece a la «ola» de los aficionados en un estadio: cada átomo solo desvía ligeramente su momento magnético, pero la perturbación recorre el cristal a velocidades de hasta varios kilómetros por segundo.

Científicos
Enrico FermiPaul DiracWolfgang PauliErwin SchrödingerPeter HiggsJohannes Kepler
Conceptos
frustración magnética orden antiferromagnético autoensamblaje dirigido por entropía estado magnético imán frustrado orden y desorden cuántico altermagnetismo desorden magnetismo alternante superconductividad de tripletes coherencia líquido de espín cuántico altermagnet de onda d onda de espín entropía magnetismo de fonones sincronización emergente sistemas complejos ondas de densidad de carga oscilación colectiva