Toți magneții - de la suveniruri de pe frigider și discuri de computer la cei puternici care sunt utilizați în
De ce este mișcarea Magnon atât de importantă?
Direcția de rotație a unui magnon poate afectala aceeași mișcare a vecinului său, apoi la o altă particulă și așa mai departe. Acest proces creează unde de spin. Potențial, informațiile pot fi transferate folosind undele de spin mai eficient decât folosind electricitatea. Magnonii înșiși pot servi ca interconexiuni cuantice, care „lipesc” biți cuantici împreună în computere puternice.
Care este problema?
Magnonii au un potențial enorm, dar eiadesea dificil de detectat fără echipament de laborator voluminos. Astfel de instalații sunt potrivite pentru efectuarea de experimente, dar nu pentru dezvoltarea dispozitivelor - de exemplu, dispozitivele Magnon și spintronica.
Cu toate acestea, observarea magnonilor poate fi simplificată cucu material adecvat. De exemplu, un semiconductor magnetic - sulfură de bromură de crom (CrSBr). Poate fi împărțit în straturi bidimensionale subțiri atomic sintetizate în laborator.
Există o soluție
Într-un nou studiu, angajații dinUniversitățile din Columbia, Washington și New York, precum și Laboratorul Național Oak Ridge, au arătat că magnonii din CrSBr pot forma perechi cu o altă cvasiparticulă - un exciton. Particularitatea sa este că emite lumină, ceea ce înseamnă că fizicienii vor putea „vedea” o cvasiparticulă rotativă.
Ce au făcut oamenii de știință?
Deranjand magnonii cu lumina, ei au observat oscilatiide la excitoni din domeniul infraroșu apropiat, aproape vizibili cu ochiul liber. Cu alte cuvinte, pentru prima dată, oamenii de știință au observat magnonii folosind un efect optic simplu. Rezultatele pot fi considerate ca transducție cuantică sau transformarea unui cuantic de energie în altul.
Fuziunea magnonilor și excitonilor va permite fizicienilor să vadă direcția în care particulele se rotesc. Acest lucru este important pentru mai multe aplicații cuantice. Credit: Chung-Jui Yu
Energia excitonilor este cu patru ordine de mărime mai mareenergie Magnon. Acum, pe măsură ce se conectează, mici modificări ale magnonilor pot fi observate cu ușurință. Într-o zi, transducția va permite inginerilor să construiască rețele de informații cuantice (aceștia obțin informații din biții cuantici pe baza rotației). De obicei, rețelele trebuie să fie plasate la o distanță de milimetri una de cealaltă și să o transforme în lumină, o formă de energie care poate transporta informații la sute de kilometri prin fibră optică.
Potrivit oamenilor de știință, în timpul experimentului au remarcatTimpul de coerență este cât de mult pot dura oscilațiile. Astfel, a durat mult mai mult decât limita planificată de cinci nanosecunde a experimentului. Fenomenul se poate extinde pe șapte micrometri și persistă chiar și atunci când dispozitivele CrSBr sunt făcute din doar două straturi groase de atom.
Unde duce?
Toate acestea simplifică dezvoltarea la scară nanometricădispozitive spintronice. Într-o zi, vor deveni o alternativă eficientă la electronicele moderne. Spre deosebire de electronii dintr-un curent electric, care întâmpină rezistență pe măsură ce se mișcă, într-o undă de spin, nicio particule nu se mișcă efectiv.
Ce urmează?
În viitor, cercetătorii vor studia cuanticapotențialul informațional al CrSBr, precum și al altor materiale candidate. De exemplu, oamenii de știință pot găsi cuplarea magnon-exciton în alte tipuri de semiconductori magnetici cu proprietăți ușor diferite decât CrSBr. Drept urmare, materialele vor putea emite lumină într-o gamă mai largă de culori.
Citeste mai mult:
Vechii vikingi sufereau de o boală periculoasă. Este cauzată de un parazit din Africa
Planta de pe Marte produce oxigen la rata unui copac mediu
Cel mai mare organ uman a fost recreat în laborator. Este de două ori mai puternic decât al nostru.
Fotografie de copertă: Argonne National Laboratory