Nowa właściwość magnetyzmu pozwoli Ci stworzyć mocniejsze i zimniejsze mikroczipy

Naukowcy z Instytutu Nielsa Bohra na Uniwersytecie w Kopenhadze udowodnili istnienie pola magnetycznego

analog oscylacji Blocha.W swojej pracy fizycy wykazali, że ściany domenowe w łańcuchu ferromagnetycznym o łatwych osiach zachowują się jak kwazicząstki, które pod wpływem pola magnetycznego wykonują ruchy oscylacyjne.

Naukowcy wyjaśniają, że materiały magnetyczneniekoniecznie są zorientowane równomiernie: regiony z północnym i południowym biegunem magnetycznym mogą istnieć obok siebie. Regiony te nazywane są domenami, a granica między domenami nazywana jest ścianą domen. Chociaż ściana domenowa nie jest obiektem fizycznym, jak zauważają fizycy, ma szereg właściwości cząstek. 

„Dobrze wiadomo, że można zmienić sytuacjęściana domeny poprzez przyłożenie pola magnetycznego. Początkowo będzie reagował jak fizyczny obiekt, który podlega grawitacji i przyspiesza, aż uderzy w powierzchnię. Jednak w świecie kwantowym obowiązują inne prawa” – wyjaśnia prof. Kim Lefmann, współautor badania.

Naukowcy pokazują, że na poziomie kwantowymquasicząstki, ściany domen, zachowują się jednocześnie jak obiekty i fale. Właściwości fal oznaczają, że przyspieszenie zwalnia, gdy ściana domeny wchodzi w interakcję z atomami w środowisku. Wkrótce przyspieszenie całkowicie ustanie, a położenie ściany zacznie się oscylować.”

Podobne zjawisko obserwuje się dla elektronów.Nazywa się oscylacjami Blocha od nazwiska fizyka i noblisty Felixa Blocha, który odkrył je w 1929 roku. Jak zauważają autorzy nowej pracy, w 1996 roku szwajcarscy fizycy teoretyczni sugerowali, że analog oscylacji Blocha może istnieć w magnetyzmie. Jednak dopiero teraz ta hipoteza została potwierdzona.

Naukowcy uważają, że nowa właściwość magnetyzmumoże być przydatny w rozwoju komputerów. Właściwości oscylacyjne ścian domen, zdaniem fizyków, można wykorzystać do stworzenia komputerów magnetycznych, w których ściany domen zastąpią elektrony do transmisji informacji.

Funkcją komputera jest przesyłanieprąd elektryczny przez mikrochip. Chociaż ilość jest niewielka, prąd nie tylko przeniesie informacje, ale także pomoże rozgrzać chip. Gdy masz ogromną ilość ciasno upakowanych elementów, problemem staje się ciepło. To jeden z powodów, dla których przekroczyliśmy limit kompresji komponentów. Komputer oparty na magnetyzmie uniknie problemu przegrzania.

Kim Lefmann, profesor fizyki w Instytucie Nielsa Bohra na Uniwersytecie w Kopenhadze i współautor badania

Czytaj więcej

Amerykański satelita „widział” niezwykłą wiadomość z Ziemi

Opublikowane wideo z rakiety, która została wystrzelona z eksperymentalnego akceleratora

Potwór w centrum naszej Galaktyki: spójrz na zdjęcie czarnej dziury w Drodze Mlecznej