Oamenii de știință au confirmat existența unei a treia forme de magnetism

„Hearst Magazines și Yahoo pot câștiga comisioane sau venituri din anumite articole prin aceste linkuri.”

• Oamenii de știință au creat, manipulat și imaginat un material altermagnetic pentru prima dată.

• Acest material teoretizat a existat probabil pentru totdeauna, dar acum îl putem regla și măsura direct.

• Modelele de spin a electronilor afectează câmpurile electronice, cum ar fi hard disk-urile cu stare solidă și supraconductorii.

Oamenii de știință au creat și au realizat recent imagini ale unei noi substanțe magnetice, cunoscută sub numele de material altermagnetic. În timp ce unele descoperiri sunt teoretizate cu decenii înainte ca oamenii de știință să le poată realiza sau observa în sfârșit, altermagnetismul a ajuns în conștiința științifică colectivă în doar câțiva ani. Și acum, într-o nouă lucrare, oamenii de știință arată că pot regla aceste materiale foarte precis pentru a crea direcții specifice ale magnetismului. Această lucrare apare în jurnalul evaluat de colegi Natură.

De fapt, au reușit să confirme o teorie sălbatică (dar fundamentată) – că altermagnetismul ar putea combina feromagnetismul obișnuit cu antiferomagnetismul (după cum sugerează numele, se credea că acestea sunt opuse incompatibile). Deși s-ar putea să nu aibă un impact prea mare asupra colecției dvs. de magneti de frigider, pentru persoanele care produc supraconductori și materiale topologice la aproape zero absolut, acesta ar putea fi următorul lucru important.

Materialele feromagnetice standard (un cuvânt care înseamnă „fier de ghidare”) funcționează prin exercitarea unei forțe asupra obiectelor din apropiere făcute din fier sau alte elemente și aliaje calificative. Pe de altă parte, antiferomagnetismul descrie modul în care acești magneți pot acționa într-un mod foarte blând și aproape invizibil asupra materialelor care nu intră sub umbrela „feroasă”. Iar electromagneții, făcuți prin trecerea unui curent printr-un fir încolăcit, funcționează în același mod, dar mai puternic și depind de acel curent electric. Pământul are un câmp magnetic, în parte, deoarece miezul său de metal topit, care se rotește, acționează ca un electromagnet.

Cu toate acestea, într-un altermagnet, direcția de spin (care influențează magnetismul) poate varia pe „grilă” formată de ceea ce este cunoscut ca un cristal ideal – un material ale cărui modele de cristale sunt perfecte și nu sunt întrerupte de defecte, schimbări de direcție sau o gazdă. de alte lucruri care se pot întâmpla în mod natural. Multe diamante naturale sunt cristale ideale, de exemplu, ceea ce face parte din ceea ce le conferă aspectul lor extrem de clar. Dar metalele pot fi și cristale ideale.

În acest experiment, oamenii de știință au folosit microscopia electronică cu fotoemisie (PEEM), polarizată pentru a ajuta la dezvăluirea influenței magnetice, pentru a mapa întreaga structură a rețelei de telurura cristalină de mangan (MnTe). Vizualul lor combinat a arătat structura cristalină subiacentă, cu o grilă de săgeți care indică direcțiile magnetismului în fiecare punct. Oamenii de știință au reușit, de asemenea, să manipuleze punctele de rotație magnetică.

Cercetătorii au arătat pentru prima dată dovezi experimentale ale altermagnetismului în cercetările publicate la începutul acestui an, dar nu au imaginat materialul rezultat în atât de detaliat. În acel experiment, cercetătorii au folosit un microscop cu impuls concentrat pe o zonă specială deasupra materialului, care arată modul în care diferiții săi electroni se rotesc – factorul vital care determină modul în care funcționează magnetismul. Această lucrare a fost un alt pas important către imagistica altermagneților în acțiune.

Nanomaterialele în general sunt de mare interes în multe domenii de cercetare. Calculatoarele cuantice funcționează la acest nivel și mai au un drum de parcurs înainte de a deveni practice în afara setărilor de laborator extrem de specifice și extrem de controlate. Materialele altermagnetice pot revoluționa, de asemenea, un câmp numit spintronica, care se referă la studiul și optimizarea dispozitivelor cu stare solidă – inclusiv unități cu stare solidă (SSD) în computere și smartphone-uri – care folosesc spinul electronilor. În timp ce feromagneții tradiționali pe care îi folosim astăzi sunt buni în multe privințe, ei nu sunt ideali și pot introduce o neclaritate între biți de date separate, cunoscută sub numele de diafonie.

La un nivel nano, tot ceea ce stocăm în interiorul dispozitivelor noastre este rezultatul acțiunii coordonate a electronilor. Dacă aceste materiale ar putea fi îmbunătățite, ar putea însemna o eficiență mai mare, mai multă stocare în aceeași dimensiune a materialului și mai puține pierderi la accesarea datelor. Și, concluzionează oamenii de știință în lucrarea lor, altermagneții ar putea ajuta la continuarea studiului supraconductorilor practice și a materialelor topologice.

Se pare că viitorul electronicii s-ar putea baza pe modele de rotire foarte personalizate.

S-ar putea să vă placă și