Eksperiment u Švedskoj je pokazao kontrolu nad romanom vrstom magnetizma, dajući naučnicima novi način da istražuju fenomen sa ogromnim potencijalom za poboljšanje elektronike – od memorijske memorije do energetske efikasnosti.
Koristeći uređaj koji ubrzava elektrone za zaslepljujuće brzine, tim koji je na vodi istraživačima na Nottinghamu, ultra-tankoj rezini manganskog telurida sa rendgenskim zracima različitih polarizacija, kako bi otkrili promene na skali nanometre koje odražavaju magnetne aktivnosti za razliku od bilo čega u obzir bilo šta viđeno pre.
Za prilično svakodnevni gvožđe da se pretvori u nešto malo magnetnije, njene konstitutivne čestice moraju biti uređene tako da njihovi neplaćeni elektroni poravnaju u skladu sa svojstvom poznatom kao spin.
Poput vrta lopte, ova kvantna karakteristika čestica ima ugaoni pritisak na to. Za razliku od rotacije fizičkog objekta, ovaj guranje dolazi samo u jedno od dva pravca, konvencionalno opisano kao gore-dole.
U ne-magnetnim materijalima, oni dolaze kao par gore i jedan dole, otkazujući jedni druge. Ne tako u materijalima poput gvožđa, nikla i kobalta. U tim usamljenim elektronima mogu da udruže snage na prilično izvanredan način.
Organizovanje izolovanih okretaja može rezultirati pretjeranim severno-južnim snagama koje bismo mogli da iskoristimo za preuzimanje papirnih klipova ili zalijepite dečije crteže u hladnjače Vrata.
Istom rezonovanjem, podsticanje neparničkih elektrona da se dogovore na načine koji u potpunosti otkazuju svoje orijentacije zasnovane na spiskovu i dalje se smatraju oblikom magnetizma – samo prilično dosadno što izgleda potpuno neaktivno iz daljine.
Poznat je kao antiferromagnetizam, to je fenomen koji je teoretizovan i zategnut za bolji deo veka.
Nedavno je teoretirana treća konfiguracija čestica u feromagnetskim materijalima.
U onome što se naziva altermagnetizam, čestice su raspoređene na poništavajućem modu poput antiferromagnetizma, ali rotirala je samo dovoljno da omoguće ograničene snage na nanoskalu – nedovoljno da zabijete listu namirnica za vaše zamrzivač, ali sa diskretnim svojstvima zamrzava se manipulišu u skladištenju podataka ili usmeravanje energije.
„AlterMagnets se sastoje od magnetnih trenutaka koji to ukazuju na antiparale na njihovim susedima“, objašnjava univerzitet Nottinghamskog fizičara Petera Vadleija.
„Međutim, svaki deo kristalnog hostinga ovih sitnih trenutaka rotira se u odnosu na svoje komšije. Ovo je poput antiferromagnetizma sa zaokretom! Ali ova suptilna razlika ima ogromne posledice.“
Eksperimenti su od tada potvrdili postojanje ovog između „alter“ magnetizma. Međutim, nijedan je direktno pokazao da je moguće manipulirati svojim sitnim magnetnim vrtlovima na načine koji bi se mogli pokazati korisnim.
Vadlei i njegove kolege pokazali su da se list manganosela Telluride samo nekoliko nanometra debelo može biti iskrivljen na načine na koji su namerno stvorili različite magnetne vrhove na površini od strane.
Koristeći sinhrotron Ks-Rai-Rai-a u laboratoriji maksimalne IV u Švedskoj da biste imali sliku materijala, ne samo da su proizveli jasnu vizuelizaciju altermagnetizma u akciji, već je pokazala kako se može manipulisati.
„Naš eksperimentalni rad obezbedio je most između teorijskih koncepata i realizacije u stvarnom životu, što nadamo da nadamo da razvije altermagnetni materijali za praktične aplikacije“, kaže Univerzitet u Nottingham fizičaru Olivera Amin, koji je vodio istraživanje sa doktoratom Dr.
Te praktične aplikacije su za sada teorijske, ali imaju ogroman potencijal preko polja elektronike i računanju kao vrstu okretnog memorijskog sistema, ili služe kao odskočni kamen u učenju kako bi se struja mogla premestiti u superprovodnicima visokih temperatura.
„Da budem među prvom da se vidi efekat i svojstva ove obećavajuće nove klase magnetnih materijala tokom mog doktorata bila je neizmerno nagrađena i izazovna privilegija“, kaže dal Din.
