Технології та наука Революція у створенні електроніки: фізики вперше виявили нову форму магнетизму (фото)
Фізики вперше спостерігали нову форму магнетизму, яка може допомогти створити більш швидкі, енергоефективні електронні запам'ятовуючі пристрої.
Related video
Дослідження опубліковано в журналі Nature, пише Interesting Engineering.
Нова форма магнетизму
Учені виявили нову форму магнетизму, яка отримала назву p-хвильовий магнетизм. Вона з двох форм: феромагнетизму та антиферомагнетизму. Феромагнетизм існує у звичайних магнітах на холодильнику, а антиферомагнетизм існує в матеріалах, які мають дуже слабкі магнітні властивості. По суті їхній магнетизм існує не на макрорівні, а на мікрорівні.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
У звичайних магнітах електрони атомів мають однакову орієнтацію спіна, тобто вказують в одному напрямку, створюючи магнітне поле. В антиферомагнітах електрони атомів також мають спіни, але вони чергуються і нейтралізують один одного, не виявляючи загального магнетизму.
- Спін — це одна з фундаментальних характеристик елементарних частинок, яка не має аналогів у класичній фізиці. Це суто квантове явище, яке можна грубо уявити, як "обертання" електрона навколо власної осі. Спін електрона — це його власний, внутрішній момент імпульсу, який не пов'язаний з рухом електрона в просторі.
Фізики виявили p-хвильовий магнетизм у матеріалі під назвою йодид нікелю. У цій формі магнетизму спіни електронів утворюють спіральні візерунки, що поєднують риси як феромагнітів, так і антиферомагнітів, але з абсолютно унікальною структурою.
Вчені виявили, що вони можуть перевертати спіральний візерунок спіна в матеріалі за допомогою невеликого електричного поля. Це перемикання спіна дає змогу змінювати лівосторонні спіни на правосторонні і навпаки.
Революція в електроніці
Цей процес є ключем до спінтроніки, яка використовує спін електрона замість заряду для зберігання даних. Це може допомогти створити пристрої, які зберігають більше даних, споживаючи набагато менше енергії. При цьому ці електронні пристрої будуть надзвичайно швидкі.
- Спінтроніка, або спінова електроніка — це дуже перспективна галузь науки і техніки. На відміну від традиційної електроніки, яка оперує електричним зарядом електрона, спінтроніка використовує його спін. Мета спінтроніки — це створення електронних пристроїв нового покоління, де інформація кодуватиметься, оброблятиметься та передаватиметься за допомогою напряму спіна електрона.
Це відкриття було зроблено на підставі минулого дослідження, коли фізики виявили, що спіни електронів атомів нікелю утворювали спіральні візерунки, які могли мати різну орієнтацію спіна.
За словами вчених, відкриття нової форми магнетизму відбулося тоді, коли вони опромінювали матеріал поляризованим світлом. У такий спосіб вдалося підтвердити, що спіни електронів шикуються в спіральний спіновий візерунок атомів нікелю, що є ключовою особливістю p-хвильових магнітів.
Хоча наразі нова форма магнетизму працює тільки за наднизьких температур, фізики шукають аналогічні матеріали, щоб магнетизм працював за кімнатної температури для практичного застосування.
Фізики кажуть, що p-хвильовий магнетизм може зробити революцію в спінтроніці, якщо вчені зможуть розкрити його потенціал за кімнатної температури.
Як уже писав Фокус, астрономи виявили на Сонці потужний магнітний вибух, який допоможе краще прогнозувати геомагнітні бурі на Землі.
Також Фокус писав про те, що фізики змоделювали появу променя світла з порожнечі вакууму. Три лазерні промені, що сходяться в непроглядному вакуумі, можуть здатися сценою з науково-фантастичного фільму, але нещодавні симуляції показують, що така конфігурація може призвести до появи нового променя світла з того, що здається абсолютно порожнім простором.
Ще Фокус писав про те, що Титан може бути найбільш наповненим життям світом у Сонячній системі після Землі. Хоча на Титані немає води для появи життя в тому вигляді, в якому ми його знаємо, але там є інші рідини. Тому життя на Титані може процвітати у великих масштабах, але виявити його може бути складно.