Un nuevo imán prometió memoria 1.000 veces más rápida. ¿Qué tan cerca está?

Tipos de magnetismo

Hay dos tipos de imanes. O eso creíamos. El primero lo conoces: un imán de nevera se pega y la brújula apunta al norte. El segundo se describió en los años treinta y no se pega a nada.

Sus átomos están magnetizados por dentro, pero por fuera no parece un imán. En 2024, experimentos confirmaron que algunos de estos materiales silenciosos son de un tercer tipo. Los físicos lo llaman altermagnetismo: un patrón magnético oculto que cambia según la dirección del cristal. En julio de 2026, los tres físicos que lo definieron ganaron el Premio Europhysics.

Algunos vídeos prometen una electrónica mil veces más rápida. La cifra de mil veces aparece en un comunicado universitario, pero es una proyección, no una medición. ¿Qué es este tercer imán, por qué tardó tanto en recibir nombre y cuánto falta para ser útil?

El magnetismo procede de los electrones

El magnetismo del que hablamos procede sobre todo de electrones. Cada electrón es un imán diminuto, ligado a una propiedad cuántica llamada espín. En la mayoría de materiales, estos imanes apuntan en todas direcciones y se cancelan. En el hierro, se alinean igual en enormes cantidades de átomos.

Al sumarse, crean un campo que puedes sentir; el material es un ferromagneto. Los físicos señalan que conocemos los ferromagnetos desde hace varios miles de años. Imagina un campo deportivo lleno de gente, todos mirando al norte. Desde las gradas verías a toda la multitud mirando igual.

Dentro de un ferromagneto ocurre algo más: los electrones con espín arriba y abajo acaban con energías distintas. Los físicos lo llaman desdoblamiento de espín. Por eso los imanes pueden leerse con electricidad: en un dispositivo de capas, cambiar la alineación de dos capas magnéticas cambia la resistencia. Recuerda dos rasgos: un campo que llega afuera y energías electrónicas separadas por espín.

El tercer imán conserva uno y pierde el otro.

El orden oculto de Néel

En su tesis de 1932, el físico francés Louis Néel propuso algo distinto. Los imanes atómicos vecinos podían apuntar en direcciones opuestas. En 1936 describió un cristal con dos grupos intercalados de átomos, uno hacia arriba y otro hacia abajo. Los grupos se cancelan, así que la magnetización total es cero.

Eso es el antiferromagnetismo. Piensa en un tablero de ajedrez: casillas negras y blancas alternadas que de lejos parecen grises. Los neutrones, con sus propios imanes diminutos, permitieron ver directamente ese orden oculto. Ernest Wollan inició experimentos con neutrones en el Reactor de Grafito de Oak Ridge en 1944; Clifford Shull se unió en 1946.

En 1949, Shull y su colega Smart dirigieron neutrones al óxido de manganeso. Hallaron nuevos picos de difracción de un patrón magnético que se repite al doble de distancia en cada eje del cristal. El tablero oculto era real. Louis Néel compartió el Nobel de Física de 1970 por sus trabajos sobre antiferromagnetismo y ferrimagnetismo.

El ferrimagnetismo es un caso relacionado: los imanes atómicos opuestos tienen distinto tamaño y queda algo de magnetización. Así que, estrictamente, nunca hubo solo dos tipos de imanes. También existen espirales, estados vítreos congelados donde los imanes atómicos quedan atrapados en un desorden y otros patrones de orientación. Pero para imanes cuyos átomos apuntan directamente arriba o abajo, los libros mantuvieron una división sencilla.

Todos alineados: ferromagneto. Alternados y cancelados: antiferromagneto. En su conferencia Nobel, Néel llamó a los antiferromagnetos muy interesantes en teoría, pero dijo que no parecían tener aplicaciones. Durante décadas, pareció tener razón.

Silencioso, pero difícil de leer

Entonces despegó el almacenamiento magnético. En 1988, Albert Fert y Peter Grünberg descubrieron por separado la magnetorresistencia gigante. Convierte pequeños cambios magnéticos en diferencias de resistencia eléctrica. Los primeros cabezales de disco duro que la usaban llegaron en 1997; el descubrimiento ganó el Nobel de Física de 2007.

Los chips de memoria magnética, llamados MRAM, guardan bits como imanes y conservan los datos sin corriente. Pero un bit ferromagnético tiene un problema incorporado. Su campo se filtra como campo parásito, así que los bits cercanos pueden molestarse. Un antiferromagneto casi no tiene campo parásito, eliminando una forma de interferencia entre bits vecinos.

En una prueba, campos de hasta 12 teslas, unidad de intensidad de campo magnético y más de mil veces el campo de un imán de nevera, no alteraron bits de memoria antiferromagnéticos. Los antiferromagnetos también podrían ser más rápidos. En 2018, un equipo escribió datos en una memoria de cobre, manganeso y arsénico, con pulsos de 250 picosegundos,

cada uno un cuarto de milmillonésima de segundo, a hasta 4 gigahercios, o cuatro mil millones de ciclos por segundo. Después usaron pulsos de terahercios: luz que oscila un billón de veces por segundo. Cada pulso duró un picosegundo, una billonésima de segundo. Según ellos, la conmutación comparable en ferromagnetos apenas superaba los 5 gigahercios. Calcularon que, frente a su antiferromagneto, un ferromagneto a velocidades de terahercios

necesitaría unas 100 veces más corriente por la misma área y cerca de 1.000 veces más energía. Así que los antiferromagnetos son estables, fáciles de compactar y rápidos. Pero extraer una señal eléctrica fuerte es más difícil. El físico Libor Šmejkal llamó a la magnetización un "enemigo", además de una propiedad útil.

Los antiferromagnetos pueden leerse eléctricamente, pero les falta el fuerte desdoblamiento de espín que usan los dispositivos ferromagnéticos. Son silenciosos: reducen la diafonía magnética entre bits cercanos, pero cuesta más leerlos y controlarlos. Los ingenieros querían un imán tan silencioso como un antiferromagneto, con electrones legibles como los de un ferromagneto.

La rotación que faltaba

En enero de 2019, Šmejkal, Jairo Sinova, Tomáš Jungwirth y su colega González-Hernández publicaron una predicción sobre algunos antiferromagnetos. Sostuvieron que algunos, aunque sus diminutos imanes atómicos se cancelen, podían producir una señal Hall: un voltaje a través del material y perpendicular a la corriente, normalmente asociado a ferromagnetos.

En 2022, Šmejkal, Sinova y Jungwirth publicaron una clasificación completa desde Maguncia, Alemania, y Praga, República Checa. Clasificaron estos imanes preguntando qué movimientos dejan igual un patrón simétrico. ¿Qué movimiento convierte los átomos orientados hacia arriba en los orientados hacia abajo? En un antiferromagneto común, un paso o una inversión por un punto central convierte los átomos de arriba en los de abajo.

El movimiento también debe hacer coincidir los átomos vecinos. En la nueva clase, ningún desplazamiento ni inversión basta solo; para hacer coincidir el entorno hace falta una rotación. El equipo propuso llamarla altermagnetismo. Science News recurrió al arte: si un antiferromagneto es un tablero de ajedrez, un altermagneto

se parece a una teselación de M. C. Escher, formas entrelazadas sin huecos. Las teselas vecinas cambian de color y también giran. El átomo magnético no gira; giran sus alrededores. Cada átomo magnético está en una pequeña jaula de átomos vecinos, como oxígeno o telurio.

En un altermagneto, la jaula de un átomo arriba apunta en una dirección y la de uno abajo está girada. Según ellos, el altermagnetismo puede aparecer en cristales de elementos ligeros comunes.

Los electrones se separan según la dirección

Esa jaula girada cambia cómo se mueven los electrones. En un altermagneto, los espines arriba y abajo tienen energías distintas, como en un ferromagneto. Pero depende de la dirección de viaje y cambia de signo al girar. Como ejemplo, imagina una intersección de cuatro vías.

En la carretera norte-sur, los electrones de espín arriba tienen el carril rápido. En la este-oeste, lo tienen los de espín abajo. En todo el cristal, los momentos magnéticos opuestos se cancelan: no hay campo externo. Pero una corriente por una carretera puede favorecer un espín.

Esa alternancia da nombre al altermagnetismo. En casos simples, el patrón parece un trébol de cuatro hojas, que los autores compararon con superconductores de onda d, cuyo emparejamiento forma un patrón parecido de cuatro lóbulos. No requiere acoplamiento espín-órbita, vínculo entre espín y movimiento del electrón, más fuerte en átomos pesados.

En cálculos sobre dióxido de rutenio, el desdoblamiento alcanzó cerca de un electronvoltio en ciertas direcciones. En su comparación de 2022, era unas diez veces el récord relativista en cristales masivos, sólidos y no capas delgadas, con elementos pesados. Un electronvoltio es una unidad diminuta de energía, pero para un electrón en un cristal es mucho.

Luego llegaron las pruebas. En febrero de 2024, un equipo internacional midió telururo de manganeso, MnTe, en la Fuente Suiza de Luz del Instituto Paul Scherrer. MnTe se había clasificado durante años como antiferromagneto ordinario.

Usaron fotoemisión con resolución de espín: expulsa electrones con luz y mide energía, dirección y espín. El desdoblamiento estaba ahí y el resultado se publicó en Nature. Un grupo de la Universidad de Tohoku, Japón, midió en MnTe hasta 0,8 electronvoltios de desdoblamiento, según la dirección. MnTe conserva su orden magnético hasta 307 kelvin, unos 34 grados Celsius.

En marzo de 2024, un equipo de Maguncia midió el desdoblamiento en películas delgadas, capas muy finas, de antimoniuro de cromo, material buen conductor hecho de cromo y antimonio, o CrSb. En 2025, otro equipo cartografió en tres dimensiones el desdoblamiento del CrSb. Hallaron hasta aproximadamente 1,0 electronvoltio, cerca de las energías de los electrones que llevan corriente.

CrSb mantiene su orden hasta unos 705 kelvin, aproximadamente 430 grados Celsius. Su patrón, más complejo que un trébol y con más lóbulos, se llama onda g. Más tarde, en 2024, un equipo dirigido desde la Universidad de Nottingham obtuvo imágenes de MnTe con rayos X en el laboratorio MAX IV de Suecia. En una película de 30 nanómetros, miles de veces más fina que un cabello, a unos menos 173 grados Celsius,

vieron vórtices y antivórtices, patrones que giran en sentidos opuestos. Al dar forma a la película o enfriarla en un campo magnético, podían fijar las configuraciones deseadas. Peter Wadley lo describió como "un antiferromagnetismo con un giro". Según la Universidad de Maguncia, Science incluyó el altermagnetismo entre los avances de 2024.

Una corrección: MnTe no está perfectamente cancelado. Conserva una magnetización residual diminuta, cerca de una milésima de la fuerza magnética de un electrón por átomo de manganeso. Es minúscula, pero puede usarse para controlar el orden magnético.

Oculto en el cajón

Tomáš Jungwirth dijo que existe "en muchos cristales que la gente simplemente tenía en sus cajones". Una estimación de base de datos, citada por Science News, contó 232 candidatos a altermagnetos. Son más que los ciento noventa y tres candidatos a ferromagnetos, aunque muchos menos que los ochocientos veintisiete antiferromagnetos. Jairo Sinova habló de una fase magnética, un estado distinto, que "había permanecido oculta más de cien años".

Es un buen titular, pero no toda la historia. Un artículo de 2020 de Zunger, Rashba y colegas remonta la teoría del desdoblamiento magnético del espín a Pekar y Rashba, en 1964. En agosto de 2019, los físicos japoneses Hayami, Yanagi y Kusunose mostraron que algunos antiferromagnetos pueden separar electrones por espín sin acoplamiento espín-órbita.

En diciembre de 2019, el grupo de Zunger predijo hasta unos 300 milielectronvoltios, cerca de un tercio de un electronvoltio, en fluoruro de manganeso, material de manganeso y flúor, también sin acoplamiento espín-órbita. El fluoruro de manganeso solo se ordena por debajo de 67 kelvin, unos menos 206 grados Celsius. Paolo Radaelli, de Oxford, señaló que distintos autores usan definiciones algo distintas de altermagnetismo.

También señaló que el piezomagnetismo, cuando comprimir o estirar un cristal cambia su magnetización, se conoce desde los años cincuenta. Le atribuye a Šmejkal y colegas acuñar el término. Aun así, el teórico Igor Mazin dijo a Science News que, de algún modo, "a nadie se le ocurrió esta posibilidad". Las piezas existían desde hacía décadas, dispersas en artículos.

El equipo de Maguncia y Praga añadió una clasificación completa de simetrías, un nombre y predicciones que guiaron los experimentos. Según su instituto, la teoría inicial recibió más de 1.000 citas solo en 2025. En julio de 2026, la Sociedad Europea de Física otorgó a Šmejkal, Sinova y Jungwirth el Premio Europhysics por descubrir el altermagnetismo.

El sueño de la memoria

¿Por qué importaría fuera del laboratorio? Porque mucha memoria ya es magnética. En 2019, Samsung anunció producir masivamente MRAM integrada en otros chips, con un proceso de 28 nanómetros. Dijo que escribir era unas mil veces más rápido que la flash integrada y que los datos permanecían sin energía.

En 2021, Everspin dijo que su chip MRAM de 256 kilobits se diseñó para el sistema principal de propulsión del coche eléctrico Lucid Air. Las mil veces de Samsung comparan dos memorias ya existentes. No tiene nada que ver con los altermagnetos. Un altermagneto promete ambas partes de esa lista de deseos.

Sus electrones se separan por espín, como los de un ferromagneto, así que en principio puede leerse con electricidad. Su magnetización neta es esencialmente cero, como la de un antiferromagneto, por lo que los bits podrían estar juntos sin filtrar campos. Su instituto afirma que esa fase "puede eliminar las limitaciones de escalabilidad de los ferromagnetos", es decir, los límites para empaquetar bits. El comunicado de Nottingham fue más lejos: sustituir componentes podría dar "un aumento de mil veces en la velocidad".

Es una proyección para componentes futuros, no un aumento medido. La escritura a terahercios de 2018 se hizo en un antiferromagneto ordinario, no altermagneto. Y, como veremos, los primeros experimentos de conmutación en altermagnetos son muy recientes; un chip de memoria aún está lejos.

Todo lo que falta

Entonces, ¿en qué punto está la tecnología? La base de una celda MRAM es una unión de túnel magnética. Son dos capas magnéticas separadas por un aislante muy fino que apenas deja pasar corriente. Su resistencia cambia si apuntan en la misma dirección o en direcciones opuestas.

Ese cambio se llama magnetorresistencia de túnel, o TMR. En MRAM ferromagnética, la TMR alcanza cientos por ciento. En junio de 2025, un equipo de UNIST, Corea del Sur, informó de una unión de túnel construida sobre dióxido de rutenio, RuO2, e interpretó su señal como altermagnetismo.

Las otras capas eran dióxido de titanio y un ferromagneto ordinario de cobalto, hierro y boro. La magnetorresistencia de túnel alcanzó cerca del 5 por ciento a 10 kelvin, o menos 263 grados Celsius. Por encima de unos 50 kelvin, casi desapareció. Una revisión de 2025 de Jungwirth y colegas dice que se prevé una magnetorresistencia de túnel

en altermagnetos comparable a la de los ferromagnetos. Es una predicción, no una medición. El segundo problema es el material. El dióxido de rutenio fue el primer caso emblemático.

A principios de 2024, un equipo de DESY usó un microscopio de momento para trazar las energías y direcciones electrónicas. Informó una ruptura reveladora de la simetría de reversión temporal: el patrón cambia si el tiempo retrocede. Pero ese año, experimentos con muones, partículas de vida corta que actúan como diminutas sondas magnéticas, y neutrones no hallaron orden magnético detectable en los cristales y películas estudiados.

En 2026, mediciones en cristales masivos tampoco hallaron orden, mientras películas de solo 2 nanómetros, estiradas o comprimidas por el cristal donde crecieron, mostraron direcciones magnéticas con un patrón. Según una revisión de 2026, el estado magnético fundamental del dióxido de rutenio, su disposición de menor energía, "sigue en debate". La señal de la unión es una medición real, pero sigue en disputa si muestra altermagnetismo.

Por eso el vídeo se apoya en MnTe y CrSb. El tercer problema es la conmutación. Una memoria debe cambiar sus bits a voluntad y mantenerlos. Controlar los dominios magnéticos, regiones donde el patrón apunta igual, es, según la revisión, "un requisito clave".

Un experimento anterior con óxido de hierro y tulio reorientó el orden solo temporalmente; sin energía, no duraba. Aquí CrSb empieza a dar resultados. En febrero de 2025, un equipo informó en Nature que corrientes eléctricas podían conmutar el orden altermagnético en películas de CrSb, con una señal Hall legible a temperatura ambiente.

En agosto de 2026, otro equipo informó poder leer el orden del antimoniuro de cromo y conmutarlo a un estado elegido en un dispositivo de capas que también contenía ditelururo de platino, material de platino y telurio. Escribieron que esto podría "abrir el camino hacia una memoria altermagnética escalable". También hay buenas noticias sobre la temperatura.

MnTe, CrSb y dos compuestos nuevos de vanadio conservan el orden por encima de la temperatura ambiente. El balance es este. La física está confirmada en varios materiales. Hay orden a temperatura ambiente y se han informado los primeros experimentos que lo leen y conmutan eléctricamente.

Faltan una celda de memoria a temperatura ambiente que conmute eléctricamente y dé una lectura tan fuerte como la MRAM actual y un chip competitivo.

Más de dos

Volvamos al imán de nevera. Es el imán que todos conocen, y el ruidoso. Pero esa base de datos cuenta más de cinco imanes con momentos cancelados por cada ferromagneto. Durante casi un siglo, la mayoría de esos imanes silenciosos compartió un mismo rótulo.

Algunos clasificaban sus electrones en carriles todo el tiempo. No hubo que inventar un material nuevo para encontrarlos. MnTe ya estaba en el cajón. Cambió la pregunta de los físicos sobre simetría.

Aún no sabemos si esa pregunta cambiará la memoria de tus dispositivos. Más experimentos mostrarán hasta dónde llegan estos materiales. Por ahora, hay más de dos tipos de imanes y aún los clasificamos.