Svi magneti - od suvenira na hladnjaku i računalnim diskovima do moćnih koji se koriste u
Zašto je kretanje magnona tako važno?
Smjer rotacije jednog magnona može utjecatina isto gibanje svog susjeda, zatim na drugu česticu, i tako dalje. Ovaj proces stvara spinske valove. Potencijalno, informacije se mogu prenijeti korištenjem spin valova učinkovitije nego korištenjem električne energije. Sami magnoni mogu poslužiti kao kvantne interkonekcije, koje "lijepe" kvantne bitove u moćna računala.
U čemu je problem?
Magnoni imaju ogroman potencijal, ali oničesto ih je teško otkriti bez glomazne laboratorijske opreme. Takve instalacije su prikladne za provođenje eksperimenata, ali ne i za razvoj uređaja - na primjer, magnonskih uređaja i spintronike.
Međutim, promatranje magnona može se pojednostaviti ss prikladnim materijalom. Na primjer, magnetski poluvodič - krom bromid sulfid (CrSBr). Može se podijeliti na atomski tanke dvodimenzionalne slojeve sintetizirane u laboratoriju.
Postoji rješenje
U novom istraživanju zaposlenici izSveučilišta Columbia, Washington i New York, kao i Nacionalni laboratorij Oak Ridge, pokazali su da magnoni u CrSBr mogu tvoriti parove s drugom kvazičesticom - ekscitonom. Njegova je posebnost što emitira svjetlost, što znači da će fizičari moći "vidjeti" rotirajuću kvazičesticu.
Što su znanstvenici učinili?
Uznemirujući magnone svjetlom, promatrali su oscilacijeod ekscitona u bliskom infracrvenom području, gotovo vidljivih golim okom. Drugim riječima, prvi su put znanstvenici promatrali magnone pomoću jednostavnog optičkog efekta. Rezultati se mogu smatrati kvantnom transdukcijom ili transformacijom jednog kvanta energije u drugi.
Fuzija magnona i ekscitona omogućit će fizičarima da vide smjer u kojem se čestice vrte. Ovo je važno za nekoliko kvantnih primjena. Zasluge: Chung-Jui Yu
Energija ekscitona je četiri reda veličine većamagnonska energija. Sada, dok se spajaju, malene promjene u magnonima mogu se lako uočiti. Jednog će dana transdukcija omogućiti inženjerima da izgrade kvantne informacijske mreže (informacije dobivaju iz kvantnih bitova na temelju rotacije). Tipično, mreže moraju biti smještene unutar milimetara jedna od druge i pretvarati je u svjetlost, oblik energije koji može prenositi informacije stotinama kilometara preko optičkih vlakana.
Prema znanstvenicima, tijekom eksperimenta su primijetiliVrijeme koherencije je koliko dugo oscilacije mogu trajati. Dakle, trajao je mnogo dulje od planiranog ograničenja eksperimenta od pet nanosekundi. Fenomen se može proširiti preko sedam mikrometara i postojati čak i kada su CrSBr uređaji napravljeni od samo dva sloja debljine atoma.
Kamo to vodi?
Sve to pojednostavljuje razvoj nanomjerespintronički uređaji. Jednog će dana postati učinkovita alternativa modernoj elektronici. Za razliku od elektrona u električnoj struji, koji nailaze na otpor dok se gibaju, u spin valu se čestice zapravo ne kreću.
Što je sljedeće?
U budućnosti će istraživači proučavati kvantinformacijski potencijal CrSBr-a, kao i drugih kandidatskih materijala. Na primjer, znanstvenici mogu pronaći spajanje magnon-ekscitona u drugim vrstama magnetskih poluvodiča s malo drugačijim svojstvima od CrSBr. Kao rezultat toga, materijali će moći emitirati svjetlost u širem rasponu boja.
Čitaj više:
Drevni Vikinzi bolovali su od opasne bolesti. Uzrokuje ga parazit iz Afrike
Biljka na Marsu proizvodi kisik brzinom prosječnog stabla
Najveći ljudski organ rekreiran je u laboratoriju. Duplo je jači od našeg.
Naslovna fotografija: Argonne National Laboratory