En ny egenskap hos magnetism gör att du kan skapa kraftfullare och kallare mikrochips

Forskare från Niels Bohr Institutet vid Köpenhamns universitet har bevisat förekomsten av magnetisk

analog av Bloch-svängningar.Fysiker visade i sitt arbete att domänväggar i en ferromagnetisk kedja med lätta axlar beter sig som kvasipartiklar som under påverkan av ett magnetfält utför oscillerande rörelser.

Forskare förklarar att magnetiska materialär inte nödvändigtvis enhetligt orienterade: regioner med nord- och sydmagnetiska poler kan existera sida vid sida. Dessa regioner kallas domäner och gränsen mellan domäner kallas domänvägg. Även om en domänvägg inte är ett fysiskt objekt, har den, som fysiker noterar, ett antal partikelegenskaper. 

”Det är välkänt att det går att förändra situationendomänvägg genom att applicera ett magnetfält. Inledningsvis kommer det att reagera som ett fysiskt föremål som är föremål för gravitation och accelererar tills det träffar ytan. Men andra lagar gäller i kvantvärlden”, förklarar professor Kim Lefmann, medförfattare till studien.

Forskare visar det på kvantnivåkvasipartiklar, domänväggar, beter sig samtidigt som objekt och som vågor. Vågegenskaperna gör att accelerationen saktar ner i takt med att domänväggen interagerar med atomerna i miljön. Snart kommer accelerationen att sluta helt, och väggens position kommer att börja svänga.”

Ett liknande fenomen observeras för elektroner.Det kallas Bloch-svängningar efter fysikern och nobelpristagaren Felix Bloch, som upptäckte dem 1929. Som författarna till det nya arbetet noterar, redan 1996, föreslog schweiziska teoretiska fysiker att en analog av Bloch-svängningar kunde existera i magnetism. Denna hypotes har dock först nu bekräftats.

Forskare tror att en ny egenskap hos magnetismkan vara användbar vid utveckling av datorer. De oscillerande egenskaperna hos domänväggar, enligt fysiker, kan användas för att skapa magnetiska datorer där domänväggar kommer att ersätta elektroner för informationsöverföring.

En dators funktion är att sändaelektrisk ström genom mikrochippet. Även om mängden är liten, kommer strömmen inte bara att bära information utan också bidra till chipets hetta. När du har en enorm mängd tätt packade komponenter blir värme ett problem. Detta är en av anledningarna till att vi når gränsen för komponentkompression. En dator baserad på magnetism kommer att undvika problemet med överhettning.

Kim Lefmann, professor i fysik vid Niels Bohr Institutet vid Köpenhamns universitet och medförfattare till studien

Läs mer

Amerikansk satellit "såg" ett ovanligt meddelande från jorden

Publicerad video från raketen, som avfyrades från en experimentell accelerator

Monstret i mitten av vår galax: titta på fotot av ett svart hål i Vintergatan