Революция в магнетизма: Изследователи от Масачузетския технологичен институт откриват р-вълнов магнетизъм!

Революция в магнетизма: Изследователи от Масачузетския технологичен институт откриват р-вълнов магнетизъм!

Революционно откритие във физиката може да има далечни последици за технологиите. Изследователи от Масачузетския технологичен институт (MIT) идентифицираха нов тип магнетизъм, известен като P-вълнов магнетизъм, който съчетава свойства както на феромагнетизма, така и на антиферомагнетизма в уникален комбинативен подход. Това откритие беше съобщено в скорошна публикация в списанието Природата представен на 28 май.

Магнетизмът е основна физическа сила, която играе ключова роля в ежедневието ни, от хладилниците до електрическите двигатели. Основите на магнетизма се основават на подреждането на атомите и електроните в магнитно поле. Феромагнитните материали, като желязо, никел и кобалт, показват паралелно подреждане на техните атомни завъртания, създавайки силни магнитни полета. Обратно, антиферомагнитните материали карат съседните атоми да се подреждат в противоположни посоки, анулирайки техните магнитни свойства.

Откриване на магнетизма на P-вълните

Новата магнитна фаза е открита в никелов йодид (NiI₂), двуизмерен кристален материал. В този материал електроните показват предпочитана спинова ориентация, отразена в спирални конфигурации. Изследователите откриха, че завъртанията на електроните могат да се превключват в посоката на спиновата спирала чрез прилагане на електрическо поле. Това отваря възможността за динамичен контрол на магнитните свойства на материала, които могат да бъдат повлияни от външни електрически напрежения.

Експериментите, довели до откритието, са проведени при контролирани условия в MIT. Изследователите са синтезирали никелов йодид чрез отлагане на елементи върху кристален субстрат и след това нагряването им. Анализираните данни показват, че завъртанията на електроните корелират с лекотата на използваната поляризирана светлина. Магнетизмът на P-вълната е наблюдаван при ултраниски температури от около 60 Келвина, отваряйки възможността за намиране на материали с тези свойства при стайна температура в бъдеще.

Потенциал в технологиите

Откриването на магнетизма на P-вълните има потенциала да доведе до значителни промени в технологиите, особено в областта на спинтрониката. Тази технология има за цел да използва въртене на електрони вместо електрически заряди за съхраняване на данни. Ползите са обещаващи: може да последват по-висока плътност на съхранение, по-бързи скорости на обработка и по-ниска консумация на енергия. Има и възможни приложения в сензорите и автомобилната индустрия.

Изследванията в Масачузетския технологичен институт са в съответствие с по-голяма област на манипулиране на въртене на електрони. Подобни усилия се полагат и в други международни институции, като университета Йоханес Гутенберг в Майнц. Докато магнетизмът на Р-вълните е обещаващо откритие, следващото предизвикателство остава да се идентифицират материали, които проявяват тези специални свойства дори при по-високи температури.

Напредъкът в изследванията на магнитните фазови преходи и техните приложения е важен не само за фундаменталната наука. Такива преходи са критични за разбирането как материалите променят своите магнитни състояния, което може да има пряко отражение върху иновативните технологии в съхранението на данни и разработването на материали. Възможността за повлияване на магнетизма чрез температурни промени или трансфери на налягане също е от голям интерес и може да отвори нови пътища във физиката и извън нея.

Следните връзки предоставят допълнителна информация за основните изследвания на магнетизма и неговите приложения: oe24, Новини от MIT, и StudySmarter.