Революция в создании электроники: физики впервые обнаружили новую форму магнетизма

Исследование опубликовано в журнале Nature, пишет Interesting Engineering.

Новая форма магнетизма

Ученые обнаружили новую форму магнетизма, которая получила название p-волновой магнетизм. Она из двух форм: ферромагнетизма и антиферромагнетизма. Ферромагнетизм существует в обычных магнитах на холодильнике, а антиферромагнетизм существует в материалах, которые обладают очень слабыми магнитными свойствами. По сути их магнетизм существует не на макроуровне, а на микроуровне.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В обычных магнитах электроны атомов имеют одинаковую ориентацию спина, то есть указывают в одном направлении, создавая магнитное поле. В антиферромагнитах электроны атомов также имеют спины, но они чередуются и нейтрализуют друг друга, не проявляя общего магнетизма.

• Спин — это одна из фундаментальных характеристик элементарных частиц, которая не имеет аналогов в классической физике. Это чисто квантовое явление, которое можно грубо представить, как "вращение" электрона вокруг собственной оси. Спин электрона — это его собственный, внутренний момент импульса, который не связан с движением электрона в пространстве.

Физики обнаружили p-волновой магнетизм в материале под названием йодид никеля. В этой форме магнетизма спины электронов образуют спиральные узоры, сочетающие черты как ферромагнитов, так и антиферромагнитовв, но с совершенно уникальной структурой.

Ученые обнаружили, что они могут переворачивать спиральный узор спина в материале с помощью небольшого электрического поля. Это переключение спина позволяет менять левосторонние спины на правосторонние и наоборот.

Революция в электронике

Этот процесс является ключом к спинтронике, которая использует спин электрона вместо заряда для хранения данных. Это может помочь создать устройства, которые хранят больше данных, потребляя гораздо меньше энергии. При этом эти электронные устройства будут чрезвычайно быстрые.

• Спинтроника, или спиновая электроника — это очень перспективная область науки и техники. В отличие от традиционной электроники, которая оперирует электрическим зарядом электрона, спинтроника использует его спин. Цель спинтроники — это создание электронных устройств нового поколения, где информация будет кодироваться, обрабатываться и передаваться с помощью направления спина электрона

Это открытие было сделано на основании прошлого исследования, когда физики обнаружили, что спины электронов атомов никеля образовывали спиральные узоры, которые могли иметь разную ориентацию спина.

По словам ученых, открытие новой формы магнетизма произошло тогда, когда они облучали материал поляризованным светом. Таким образом удалось подтвердить, что спины электронов выстраиваются в спиральный спиновый узор атомов никеля, что является ключевой особенностью p-волновых магнитов.

Хотя в настоящее время новая форма магнетизма работает только при сверхнизких температурах, физики ищут аналогичные материалы, чтобы магнетизм работал при комнатной температуре для практического применения.

Физики говорят, что p-волновой магнетизм может произвести революцию в спинтронике, если ученые смогут раскрыть его потенциал при комнатной температуре.

Как уже писал Фокус, астрономы обнаружили на Солнце мощный магнитный взрыв, которые поможет лучше прогнозировать геомагнитные бури на Земле.

Также Фокус писал о том, что физики смоделировали появление луча света из пустоты вакуума. Три лазерных луча, сходящиеся в непроглядном вакууме, могут показаться сценой из научно-фантастического фильма, но недавние симуляции показывают, что такая конфигурация может произвести новый луч света из того, что кажется совершенно пустым пространством.

Еще Фокус писал о том, что Титан может быть самым наполненным жизнью миром в Солнечной системе после Земли. Хотя на Титане нет воды для появления жизни в том виде, в котором мы ее знаем, но там есть другие жидкости. Поэтому жизнь на Титане может процветать в больших масштабах, но обнаружить ее может быть сложно.