Všechny magnety - od suvenýrů na lednici a počítačových discích až po silné, které se používají v
Proč je pohyb magnonů tak důležitý?
Směr otáčení jednoho magnonu může ovlivnitna stejný pohyb svého souseda, pak na další částici a tak dále. Tento proces vytváří spinové vlny. Potenciálně lze informace přenášet pomocí spinových vln efektivněji než pomocí elektřiny. Samotné Magnony mohou sloužit jako kvantová propojení, která „slepují“ kvantové bity dohromady do výkonných počítačů.
Co je za problém?
Magnoni mají obrovský potenciál, ale oničasto obtížně detekovatelné bez objemného laboratorního vybavení. Takové instalace jsou vhodné pro provádění experimentů, ale ne pro vývoj zařízení - například zařízení magnon a spintronics.
Pozorování magnonů však lze zjednodušit pomocís vhodným materiálem. Například magnetický polovodič – sulfid bromidu chromitého (CrSBr). Lze jej rozdělit na atomově tenké dvourozměrné vrstvy syntetizované v laboratoři.
Existuje řešení
V nové studii zaměstnanci zColumbia, Washington a New York University, stejně jako Oak Ridge National Laboratory, ukázaly, že magnony v CrSBr mohou tvořit páry s jinou kvazičásticí - excitonem. Jeho zvláštností je, že vyzařuje světlo, což znamená, že fyzici budou moci „vidět“ rotující kvazičástici.
Co vědci udělali?
Rozrušením magnonů světlem pozorovali oscilacez excitonů v blízké infračervené oblasti, téměř viditelné pouhým okem. Jinými slovy, vědci poprvé pozorovali magnony pomocí jednoduchého optického efektu. Výsledky lze považovat za kvantovou transdukci nebo přeměnu jednoho energetického kvanta na druhé.
Fúze magnonů a excitonů umožní fyzikům vidět směr, kterým se částice točí. To je důležité pro několik kvantových aplikací. Kredit: Chung-Jui Yu
Energie excitonů je o čtyři řády vyššíenergie magnonů. Nyní, jak se spojují, lze snadno pozorovat drobné změny v magnonech. Transdukce jednoho dne umožní inženýrům budovat kvantové informační sítě (informace získávají z kvantových bitů na základě rotace). Typicky musí být sítě umístěny v rámci milimetrů od sebe a přeměnit je na světlo, formu energie, která může přenášet informace stovky kilometrů přes vláknová optika.
Podle vědců během experimentu poznamenaliDoba koherence udává, jak dlouho mohou oscilace trvat. Trval tedy mnohem déle, než byla plánovaná pětinanosekundová hranice experimentu. Tento jev se může rozšířit přes sedm mikrometrů a přetrvávat, i když jsou zařízení CrSBr vyrobena pouze ze dvou vrstev o tloušťce atomu.
kam to vede?
To vše zjednodušuje vývoj nanoměřítekspintronická zařízení. Jednoho dne se stanou účinnou alternativou k moderní elektronice. Na rozdíl od elektronů v elektrickém proudu, které při pohybu narážejí na odpor, ve spinové vlně se ve skutečnosti žádné částice nepohybují.
Co bude dál?
V budoucnu budou vědci kvantum studovatinformační potenciál CrSBr, stejně jako další kandidátské materiály. Například vědci mohou najít vazbu magnon-exciton v jiných druzích magnetických polovodičů s mírně odlišnými vlastnostmi než CrSBr. Díky tomu budou materiály schopny vyzařovat světlo v širší škále barev.
Přečtěte si více:
Staří Vikingové trpěli nebezpečnou nemocí. Způsobuje ho parazit z Afriky
Rostlina na Marsu produkuje kyslík rychlostí průměrného stromu
Největší lidský orgán byl znovu vytvořen v laboratoři. Je dvakrát silnější než ten náš.
Titulní foto: Argonne National Laboratory