Επιστήμονες ανακάλυψαν τεχνική για τον χειρισμό μαγνητών σε νανοκλίμακα

Επιστήμονες ανακάλυψαν τεχνική για τον χειρισμό μαγνητών σε νανοκλίμακα
Image credit: Krivorotov Group / UCI

Οι φυσικοί από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Ιρβάιν (University of California Irvine) έχουν ανακαλύψει έναν νέο τρόπο ελέγχου των μαγνητών στη νανομετρική κλίμακα με ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτή η ανακάλυψη μπορεί να ανοίξει το δρόμο για την επόμενη γενιά υπολογιστών και κέντρων δεδομένων με τη μέγιστη δυνατή ενεργειακή απόδοση.

«Αναμφισβήτητα Υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για τη χρήση μαγνητικών νανοσωματιδίων για νέους τύπους επεξεργασίας πληροφοριών, όπως η νευρομορφική πληροφορική», δήλωσε ο Ilya Krivorotov, καθηγητής φυσικής και αστρονομίας του UCI. «Η αποτελεσματική μέθοδος για το χειρισμό μαγνητών σε νανοκλίμακα που βρέθηκαν μέσω της δουλειάς μας είναι ένα μεγάλο βήμα προς αυτόν τον στόχο».

Η νέα τεχνική έχει μια εκπληκτική σχέση με το έργο του Λόρδου Κέλβιν (William Thomson) του 1856, που διαπίστωσε ότι μια αλλαγή στην κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης στο νικέλιο επηρεάζει τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος σε αυτό το σιδηρομαγνητικό μέταλλο.

Ο Ilya Krivorotov και οι συνάδελφοί του, διαπίστωσαν ότι και το ακριβώς αντίθετο αντίστροφο είναι επίσης αληθές: Το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να εφαρμόζει τη ροπή και να ανακατευθύνει το μαγνητισμό του μετάλλου. Η αποτελεσματικότητα της ροπής αυξάνεται καθώς το μέγεθος του μαγνήτη μειώνεται, ενισχύοντας τη βιωσιμότητα αυτής της ιδιότητας για τεχνολογικές εφαρμογές στη νανοκλίμακα. Η ροπή έχει ρίζες τόσο στη σχετικότητα όσο και στην κβαντική μηχανική, καθώς προκύπτει από την ταχεία κίνηση των ηλεκτρονίων στα μέταλλα που ταξιδεύουν με ένα κλάσμα της ταχύτητας του φωτός.

Ο Krivorotov πρόσθεσε: «Ελπίζω ότι αυτό το αποτέλεσμα θα βρει χρήση σε καθημερινές ηλεκτρονικές συσκευές, όπως τα κινητά τηλέφωνα, ηλεκτρονικοί υπολογιστές και γενικά σε αρκετές συσκευές που πωλούνται για εμπορική χρήση προς το ευρύ καταναλωτικό κοινό. Η σύνδεση μεταξύ της θεμελιώδους φυσικής και των πρακτικών εφαρμογών εφόσον μελετηθούν σωστά μπορεί να προκύψουν σπουδαία αποτελέσματα που πιθανόν να αλλάξουν τα μέχρι τώρα δεδομένα που ισχύουν σε αυτόν τον τομέα, επιπλέον δεν πρέπει να ξεχνάμε πώς ο χώρος των επιστημών έχει κάνει τεράστια άλματα προόδου τις τελευταίες δεκαετίες και αυτό δεν είναι τυχαίο, επειδή προφανώς οι ερευνητές εχουν κίνητρο να διακριθούν να διαπρέψουν στο αντικείμενό τους και αυτό είναι το στοιχείο που αλλάζει τα πάντα σε ετούτη την υπόθεση».