Revolusjon innen magnetisme: MIT-forskere oppdager p-bølgemagnetisme!

Revolusjon innen magnetisme: MIT-forskere oppdager p-bølgemagnetisme!

En banebrytende oppdagelse innen fysikk kan ha vidtrekkende implikasjoner for teknologi. Forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) har identifisert en ny type magnetisme, kjent som P-bølgemagnetisme, som kombinerer egenskapene til både ferromagnetisme og antiferromagnetisme i en unik kombinatorisk tilnærming. Denne oppdagelsen ble rapportert i en nylig publikasjon i tidsskriftet Natur presentert 28. mai.

Magnetisme er en grunnleggende fysisk kraft som spiller en nøkkelrolle i hverdagen vår, fra kjøleskap til elektriske motorer. Grunnleggende om magnetisme er basert på justering av atomer og elektroner i et magnetfelt. Ferromagnetiske materialer, som jern, nikkel og kobolt, viser parallell justering av atomspinnene, og skaper sterke magnetiske felt. I kontrast får antiferromagnetiske materialer til at naboatomer justerer seg i motsatte retninger, og opphever deres magnetiske egenskaper.

Oppdagelse av P-bølgemagnetisme

Den nye magnetiske fasen ble oppdaget i nikkeljodid (NiI₂), et todimensjonalt krystallinsk materiale. I dette materialet viser elektronene en foretrukket spinnorientering, reflektert i spiralkonfigurasjoner. Forskere fant at spinnene til elektronene kan byttes i retning av spinnspiralen ved å påføre et elektrisk felt. Dette åpner for muligheten for dynamisk kontroll av materialets magnetiske egenskaper, som kan påvirkes av eksterne elektriske spenninger.

Eksperimentene som førte til funnet ble utført under kontrollerte forhold ved MIT. Forskerne syntetiserte nikkeljodid ved å avsette elementer på et krystallinsk substrat og deretter varme dem opp. De analyserte dataene viser at spinnene til elektronene korrelerer med håndheten til det polariserte lyset som brukes. P-bølgemagnetisme har blitt observert ved ultrakalde temperaturer på rundt 60 Kelvin, noe som åpner muligheten for å finne materialer med disse egenskapene ved romtemperatur i fremtiden.

Potensial i teknologi

Oppdagelsen av P-bølgemagnetisme har potensial til å skape betydelige endringer i teknologi, spesielt innen spintronikk. Denne teknologien tar sikte på å bruke elektronspinn i stedet for elektriske ladninger for å lagre data. Fordelene er lovende: høyere lagringstetthet, raskere prosesseringshastigheter og lavere energiforbruk kan følge. Det er også mulige anvendelser innen sensorer og bilindustrien.

Forskningen ved MIT samsvarer med et større felt innen elektronspinnmanipulasjon. Tilsvarende innsats gjøres ved andre internasjonale institusjoner, som Johannes Gutenberg-universitetet i Mainz. Mens P-bølgemagnetisme er en lovende oppdagelse, gjenstår neste utfordring å identifisere materialer som viser disse spesielle egenskapene selv ved høyere temperaturer.

Fremgangen i forskning på magnetiske faseoverganger og deres anvendelser er viktig ikke bare for grunnleggende vitenskap. Slike overganger er avgjørende for å forstå hvordan materialer endrer deres magnetiske tilstander, noe som kan ha direkte implikasjoner for innovative teknologier innen datalagring og materialutvikling. Muligheten for å påvirke magnetisme gjennom temperaturendringer eller trykkoverføringer er også av stor interesse og kan åpne for nye veier innen fysikk og utover.

Følgende lenker gir ytterligere informasjon om grunnleggende forskning innen magnetisme og dens anvendelser: oe24, MIT Nyheter, og StudySmarter.