Исследователи сделали сенсационное открытие в области нанотехнологий, выявив новый тип квазичастиц, существующих во всех магнитных материалах независимо от их силы или температуры. Эти свойства радикально меняют прежние представления о магнетизме, демонстрируя, что он гораздо более динамичен, чем считалось ранее.
Статья под названием ” Emergent topological quasiparticle kinetics in constricted nanomagnets ” была опубликована в журнале Physical Review Research. Ведущими авторами исследования стали Дипак Сингх и Карстен Улльрих из Колледжа искусств и наук Университета Миссури вместе с командами студентов и постдокторантов.
Карстен Улльрих, заслуженный профессор физики и астрономии, сравнил поведение новых квазичастиц с пузырьками в газированных напитках. По его словам, эти частицы способны перемещаться с удивительно высокой скоростью, что открывает новые горизонты в изучении магнитных материалов.
Данное открытие может стать основой для создания нового поколения электроники, отличающейся большей скоростью, интеллектуальностью и энергоэффективностью. Однако ученым еще предстоит понять, как эти свойства можно применить на практике.
Одной из областей, которая может извлечь прямую выгоду из открытия, является спинтроника. Эта наука, также известная как “спиновая электроника”, использует не электрический заряд, а спин электронов – квантовую характеристику, тесно связанную с их природой. Улльрих пояснил, что использование спина позволяет минимизировать потери энергии. Например, аккумуляторы мобильных телефонов, основанные на спинтронике, могли бы работать сотни часов без подзарядки.
Дипак Сингх, доцент физики и астрономии, отметил, что спин электронов играет ключевую роль в магнитных явлениях. Вместо традиционного использования заряда, спинтроника предлагает задействовать вращательные свойства электронов, что делает процесс гораздо более эффективным.
Команда Сингха провела эксперименты, используя многолетний опыт работы с магнитными материалами, а команда Улльриха проанализировала результаты и разработала модели для объяснения необычного поведения квазичастиц. Исследования проводились с использованием мощных спектрометров в Национальной лаборатории Ок-Ридж.
Это исследование стало продолжением работы , где ученые впервые сообщили о динамическом поведении на наноуровне. Открытие подчеркивает важность дальнейшего изучения магнитных материалов и их потенциальных приложений в высокотехнологичных устройствах.