Un equipo de físicos ha tomado fotografías de una onda magnética teorizada pero previamente no detectada, cuyo descubrimiento ofrece el potencial de ser un medio eficiente de energía para transferir datos en la electrónica de consumo.
La investigación, que aparece en la revista Cartas de revisión física , fue realizado por científicos de la Universidad de Nueva York, la Universidad de Stanford y el Laboratorio Nacional de Aceleración SLAC.
"Este es un descubrimiento emocionante porque muestra que las ondas magnéticas pequeñas, conocidas como ondas de giro, pueden sumarse a una grande en un imán, una onda que puede mantener su forma mientras se mueve", explica Andrew Kent, profesor de física en la Universidad de Nueva York y autor principal del estudio. "Un método especializado de rayos X que puede enfocarse en elementos magnéticos particulares con una resolución espacial muy alta permitió este descubrimiento y debería permitir muchas más ideas sobre este comportamiento".
"El magnetismo se ha utilizado para la navegación durante miles de años y más recientemente para construir generadores, motores y dispositivos de almacenamiento de datos", agrega el coautor Hendrik Ohldag, científico del Laboratorio de Radiación Sincrotrón de Stanford SSRL, donde se encuentra el solitón.fue descubierto ". Sin embargo, los elementos magnéticos fueron vistos principalmente como estáticos y uniformes. Para superar los límites de la eficiencia energética en el futuro, necesitamos comprender mejor cómo se comportan los dispositivos magnéticos en escalas de tiempo rápidas en la nanoescala, razón por la cual estamos usando este dedicadomicroscopio de rayos X ultrarrápido "
Estas ondas magnéticas se conocen como solitones, para ondas solitarias, y se teorizó que ocurrieron en imanes en la década de 1970. Se forman debido a un delicado equilibrio de fuerzas magnéticas, al igual que las ondas de agua pueden formar un tsunami. Sin embargo,Estas ondas magnéticas no son destructivas; potencialmente podrían aprovecharse para transmitir datos en circuitos magnéticos de una manera que sea mucho más eficiente energéticamente que los métodos actuales que implican mover la carga eléctrica.
Esto se debe a que los solitones son objetos estables que superan la resistencia o la fricción a medida que se mueven. Por el contrario, los electrones, utilizados para mover datos hoy en día, generan calor a medida que viajan, debido a la resistencia y, por lo tanto, requieren energía adicional, comouna batería, ya que transportan datos a su destino.
En su búsqueda, los científicos desplegaron microscopía de rayos X en la fuente de luz de radiación de sincrotrón de Stanford, utilizando un método similar a la forma en que se usan los rayos X para obtener imágenes del cuerpo humano, a fin de obtener imágenes del comportamiento de átomos magnéticos específicosen materiales. La técnica ofrece una resolución espacial y resolución temporal extraordinariamente altas. Los científicos crearon una condición en materiales magnéticos donde los solitones buscados deberían existir inyectando una corriente eléctrica en un material magnético para excitar las ondas de espín.
Observaron un inicio brusco de ondas magnéticas con un perfil espacial bien definido que coincidía con la forma predicha de una onda magnética solitaria, es decir, un solitón magnético.
Los otros autores del estudio incluyeron: Dirk Backes, becario postdoctoral de NYU en el momento del estudio y ahora en la Universidad de Cambridge; Ferran Macià, becario postdoctoral de NYU en el momento del estudio y ahora en la Universidad de Barcelona;Stefano Bonetti, becario postdoctoral en la Universidad de Stanford y ahora en la Universidad de Estocolmo; y Roopali Kukreja, becario postdoctoral en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Stanford en el momento del estudio y ahora en la Universidad de California en San Diego.
La investigación fue apoyada, en parte, por la National Science Foundation DMR-1309202, la Oficina de Investigación del Ejército W911NF-08-1-0317 y el Departamento de Energía de los EE. UU. DE-AC02-98CH10886, DE-AC02-76SF00515.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :