DARPA e a Física Mais Estranha do Mundo: como nascem as armas do futuro

Em um movimento que lembra um thriller de ficção científica, a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) lançou uma chamada para avaliar o potencial do altermagnetismo como base de uma nova geração de eletrônica e computação de ultra-baixa energia.

O altermagnetismo combina traços do ferromagnetismo e do antiferromagnetismo — mas com uma assinatura única: divisão de spin não relativística, que permite manipular o spin dos elétrons mesmo com magnetização líquida zero. A DARPA, por meio de uma Solicitação de Informações (RFI) intitulada “Altermagnetism for Devices”, convida o meio acadêmico e a indústria a mapear caminhos práticos para converter essa física exótica em dispositivos spintrônicos e microeletrônica aplicável à defesa.

O que é altermagnetismo — e por que soa como ficção científica

Altermagnetismo é uma fase magnética emergente que mostra propriedades tanto de ferroímãs quanto de antiferromagnetos, mas com uma diferença essencial: embora os spins magnéticos se cancelem (magnetização líquida zero), a estrutura cristalina impõe uma divisão de bandas dependente do spin. Essa divisão permite que correntes e estados eletrônicos sejam seletivamente afetados por spin — sem os efeitos indesejados de campos magnéticos externos que atrapalham dispositivos ferromagnéticos. Segundo o artigo na Physical Review X.

A agência destaca que materiais altermagnéticos podem contornar limitações tanto dos ferroímãs (campos interferentes e comutação lenta) quanto dos antiferromagnetos (falta de divisão de spin útil), oferecendo a combinação: magnetização líquida zero + bandas naturalmente divididas por spin. Essa arquitetura promete permitir circuitos que manipulam spins quânticos com menor consumo de energia, menos interferência e maior velocidade — ingredientes desejados para processadores de IA de ultra-baixa energia, aceleradores criptográficos e eletrônica resistente para ambientes espaciais e de combate.

A spintrônica (eletrônica baseada no spin) já é tecnologia comercial: discos rígidos, sensores magnéticos e memórias emergentes como o MRAM usam o spin dos elétrons para armazenar e ler informações. Porém, hoje o spin é explorado de forma limitada — principalmente para armazenamento. A DARPA quer ir além: computar com spin, ou seja, usar estados de spin para operações lógicas rápidas, estáveis e energeticamente baratas.

O desafio prático: da teoria ao chip funcional

O “pulo do gato” é que ninguém ainda demonstrou um dispositivo comercial funcional baseado em altermagnetismo. A DARPA observa que muitas propostas de comutação existem, mas faltam testes experimentais robustos e métodos de caracterização acessíveis. Técnicas consideradas “padrões-ouro” — como espectroscopia de fotoelétrons com resolução de spin, rotação de spin de múons e espalhamento de nêutrons — dependem de infraestrutura de grande escala, inacessível para muitos laboratórios.

Essas técnicas requerem instalações especializadas; por exemplo, linhas de luz em síncrotrons e fontes de nêutrons. Isso limita quem pode participar de experimentos e atrasa a transição do laboratório para o chip. Relatos sobre imagens e medições recentes podem ser encontrados em artigos e comunicações de centros como o MAX IV.

No documento Altermagnetism for Devices, a agência solicita contribuições que incluam avaliações baseadas em dados ou teoria realista sobre os ganhos esperados (eficiência, velocidade, densidade), as limitações fundamentais e caminhos técnicos para transformar o altermagnetismo em hardware prático. A DARPA busca reduzir o risco científico inicial e criar trilhas de desenvolvimento claras — leia o texto completo da RFI no PDF da Solicitação (DARPA-SS-26-01).

Pesquisadores, laboratórios e empresas são convidados a enviar respostas com evidências, dados e propostas experimentais que mostrem como as propriedades altermagnéticas podem ser exploradas em dispositivos testáveis. A submissão de ideias é uma oportunidade para influenciar o roteiro técnico e os recursos de financiamento futuros.

Implicações civis e de mercado

Além das aplicações militares, se a transição for bem-sucedida, o mercado comercial poderá receber processadores de borda com consumo de energia drasticamente menor, memórias ultrarrápidas e novos componentes para datacenters e dispositivos móveis. Históricas iniciativas de financiamento defensivo já impulsionaram avanços civis — por exemplo, iniciativas do Pentágono que tiveram impacto em energia limpa e infraestrutura tecnológica.

Há avanços teóricos importantes, evidências experimentais iniciais em materiais como MnTe e imagens de domínios publicados por instalações especializadas. Contudo, gargalos na caracterização, integração com processos industriais e escalabilidade ainda retardam a jornada rumo a protótipos industriais.

O altermagnetismo reúne autoridade (DARPA), novidade científica (uma nova fase magnética com propriedades úteis) e impacto potencial (computação e defesa). Para jornalistas, blogueiros e gestores de tecnologia, o tema oferece uma narrativa poderosa: ciência exótica + aplicação prática com consequências estratégicas. Monitorar a evolução das RFI e as primeiras demonstrações prototípicas será crucial nos próximos meses e anos.

Sugerimos a leitura das seguintes matérias