Visi magnēti - no suvenīriem uz ledusskapja un datora diskiem līdz jaudīgajiem, kas tiek izmantoti
Kāpēc magnona kustība ir tik svarīga?
Viena magnona griešanās virziens var ietekmētuz to pašu kaimiņa kustību, tad uz citu daļiņu utt. Šis process rada griešanās viļņus. Potenciāli informāciju var pārsūtīt, izmantojot griešanās viļņus, efektīvāk nekā izmantojot elektrību. Magnoni paši var kalpot kā kvantu starpsavienojumi, kas "salīmē" kvantu bitus kopā jaudīgos datoros.
Kāda ir problēma?
Magnoniem ir milzīgs potenciāls, bet tiebieži ir grūti noteikt bez liela apjoma laboratorijas aprīkojuma. Šādas instalācijas ir piemērotas eksperimentu veikšanai, bet ne ierīču izstrādei - piemēram, magnona ierīcēm un spintronikai.
Tomēr magnonu novērošanu var vienkāršot arar piemērotu materiālu. Piemēram, magnētiskais pusvadītājs - hroma bromīda sulfīds (CrSBr). To var sadalīt atomiski plānos, laboratorijā sintezētos divdimensiju slāņos.
Ir risinājums
Jaunā pētījumā darbinieki noKolumbijas, Vašingtonas un Ņujorkas universitātes, kā arī Oak Ridge Nacionālā laboratorija parādīja, ka magnoni CrSBr var veidot pārus ar citu kvazidaļiņu - eksitonu. Tā īpatnība ir tā, ka tas izstaro gaismu, kas nozīmē, ka fiziķi varēs "redzēt" rotējošu kvazidaļiņu.
Ko zinātnieki ir izdarījuši?
Traucējot magnonus ar gaismu, viņi novēroja svārstībasno eksitoniem tuvu infrasarkanajā diapazonā, kas gandrīz redzams ar neapbruņotu aci. Citiem vārdiem sakot, pirmo reizi zinātnieki novēroja magnonus, izmantojot vienkāršu optisko efektu. Rezultātus var uzskatīt par kvantu transdukciju vai viena enerģijas kvanta pārveidošanu citā.
Magnonu un eksitonu saplūšana ļaus fiziķiem redzēt virzienu, kādā daļiņas griežas. Tas ir svarīgi vairākiem kvantu lietojumiem. Kredīts: Chung-Jui Yu
Eksitonu enerģija ir par četrām kārtām lielākamagnona enerģija. Tagad, kad tie savienojas, var viegli novērot nelielas izmaiņas magnonos. Kādu dienu transdukcija ļaus inženieriem izveidot kvantu informācijas tīklus (tie iegūst informāciju no kvantu bitiem, pamatojoties uz rotāciju). Parasti tīkli ir jānovieto milimetru attālumā viens no otra un jāpārvērš gaismā, enerģijas veidā, kas var pārnest informāciju simtiem kilometru pa optisko šķiedru.
Pēc zinātnieku domām, eksperimenta laikā viņi atzīmējaKoherences laiks ir tas, cik ilgi svārstības var ilgt. Tātad, tas ilga daudz ilgāk nekā plānotais eksperimenta piecu nanosekundu limits. Šī parādība var izplesties vairāk nekā septiņus mikrometrus un pastāvēt pat tad, ja CrSBr ierīces ir izgatavotas tikai no diviem atomu bieziem slāņiem.
Kur tas ved?
Tas viss vienkāršo nanomēroga izstrādispintroniskās ierīces. Kādu dienu tie kļūs par efektīvu alternatīvu mūsdienu elektronikai. Atšķirībā no elektroniem elektriskā strāvā, kas sastopas ar pretestību, pārvietojoties, griešanās vilnī, neviena daļiņa faktiski nepārvietojas.
Kas tālāk?
Nākotnē pētnieki pētīs kvantuCrSBr informācijas potenciāls, kā arī citi kandidātmateriāli. Piemēram, zinātnieki var atrast magnona-eksitona savienojumu cita veida magnētiskajos pusvadītājos ar nedaudz atšķirīgām īpašībām nekā CrSBr. Rezultātā materiāli varēs izstarot gaismu plašākā krāsu diapazonā.
Lasīt vairāk:
Senie vikingi cieta no bīstamas slimības. To izraisa parazīts no Āfrikas
Augs uz Marsa ražo skābekli tādā ātrumā kā vidējais koks
Laboratorijā tika atjaunots lielākais cilvēka orgāns. Tas ir divreiz stiprāks par mūsējo.
Vāka foto: Argonnes Nacionālā laboratorija