Revoluție în magnetism: cercetătorii MIT descoperă magnetismul undei p!

Revoluție în magnetism: cercetătorii MIT descoperă magnetismul undei p!

O descoperire revoluționară în fizică ar putea avea implicații de amploare pentru tehnologie. Cercetătorii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) au identificat un nou tip de magnetism, cunoscut sub numele de magnetism cu undă P, care combină proprietățile atât ale feromagnetismului, cât și ale antiferomagnetismului într-o abordare combinatorie unică. Această descoperire a fost raportată într-o publicație recentă în jurnal Natură prezentat pe 28 mai.

Magnetismul este o forță fizică fundamentală care joacă un rol cheie în viața noastră de zi cu zi, de la frigidere la motoarele electrice. Fundamentele magnetismului se bazează pe alinierea atomilor și electronilor într-un câmp magnetic. Materialele ferromagnetice, cum ar fi fierul, nichelul și cobaltul, prezintă o aliniere paralelă a spinurilor lor atomice, creând câmpuri magnetice puternice. În schimb, materialele antiferomagnetice determină alinierea atomilor vecini în direcții opuse, anulând proprietățile lor magnetice.

Descoperirea magnetismului undei P

Noua fază magnetică a fost descoperită în iodură de nichel (NiI₂), un material cristalin bidimensional. În acest material, electronii prezintă o orientare preferată de spin, reflectată în configurații spiralate. Cercetătorii au descoperit că spinurile electronilor pot fi comutate în direcția spiralei de spin prin aplicarea unui câmp electric. Acest lucru deschide posibilitatea controlului dinamic al proprietăților magnetice ale materialului, care pot fi influențate de tensiuni electrice externe.

Experimentele care au dus la descoperire au fost efectuate în condiții controlate la MIT. Cercetătorii au sintetizat iodură de nichel depunând elemente pe un substrat cristalin și apoi încălzindu-le. Datele analizate arată că spinurile electronilor se corelează cu manevrabilitatea luminii polarizate utilizate. Magnetismul undei P a fost observat la temperaturi ultrareci de aproximativ 60 Kelvin, deschizând posibilitatea de a găsi materiale cu aceste proprietăți la temperatura camerei în viitor.

Potenţial în tehnologie

Descoperirea magnetismului cu unde P are potențialul de a aduce schimbări semnificative în tehnologie, în special în domeniul spintronicii. Această tehnologie își propune să folosească spinul electronilor în loc de sarcini electrice pentru a stoca date. Beneficiile sunt promițătoare: ar putea urma o densitate mai mare de stocare, viteze mai mari de procesare și un consum mai mic de energie. Există, de asemenea, posibile aplicații în senzori și industria auto.

Cercetarea de la MIT este în concordanță cu un domeniu mai larg de manipulare a spinului electronic. Eforturi similare se fac și în alte instituții internaționale, precum Universitatea Johannes Gutenberg din Mainz. În timp ce magnetismul undei P este o descoperire promițătoare, următoarea provocare rămâne identificarea materialelor care prezintă aceste proprietăți speciale chiar și la temperaturi mai ridicate.

Progresul cercetării privind tranzițiile de fază magnetică și aplicațiile acestora este important nu numai pentru știința de bază. Astfel de tranziții sunt esențiale pentru înțelegerea modului în care materialele își schimbă stările magnetice, ceea ce poate avea implicații directe pentru tehnologiile inovatoare în stocarea datelor și dezvoltarea materialelor. Posibilitatea de a influența magnetismul prin schimbări de temperatură sau prin transferuri de presiune este, de asemenea, de mare interes și ar putea deschide noi căi în fizică și nu numai.

Următoarele link-uri oferă informații suplimentare despre cercetarea fundamentală în magnetism și aplicațiile sale: oe24, Știri MIT, și Studiază mai inteligent.