Las tecnologías de procesamiento de datos del futuro, rápidas y energéticamente eficientes están en el horizonte después de que un equipo internacional de científicos manipulara con éxito imanes a nivel atómico.
El físico Dr. Rostislav Mikhaylovskiy de la Universidad de Lancaster dijo: "Con el estancamiento de las tendencias de eficiencia de la tecnología actual, los nuevos enfoques científicos son especialmente valiosos. Nuestro descubrimiento del control ultrarrápido del magnetismo impulsado por el átomo abre amplias avenidas para un procesamiento de datos futuro rápido y energéticamente eficientetecnologías esenciales para mantenerse al día con nuestro hambre de datos ".
Los materiales magnéticos se utilizan mucho en la vida moderna con aplicaciones que van desde imanes de nevera hasta los centros de datos de Google y Amazon utilizados para almacenar información digital.
Estos materiales albergan billones de momentos magnéticos elementales o "espines" mutuamente alineados, cuya alineación se rige en gran medida por la disposición de los átomos en la red cristalina.
El giro puede verse como una "aguja de una brújula" elemental, típicamente representada como una flecha que muestra la dirección de los polos norte a sur. En los imanes, todos los giros están alineados en la misma dirección por la fuerza llamada interacción de intercambio.La interacción es uno de los efectos cuánticos más fuertes que es responsable de la existencia misma de materiales magnéticos.
La demanda cada vez mayor de procesamiento de datos magnéticos eficiente requiere medios novedosos para manipular el estado magnético y manipular la interacción de intercambio sería la forma más eficiente y, en última instancia, más rápida de controlar el magnetismo.
Para lograr este resultado, los investigadores utilizaron el estímulo más rápido y más fuerte disponible: excitación de pulso láser ultracorto. Utilizaron luz para estimular ópticamente vibraciones atómicas específicas de la red cristalina del imán que perturbaba y distorsionaba ampliamente la estructura del material.
Los resultados de este estudio se publican en la revista Materiales naturales por el equipo internacional de Lancaster, Delft, Nijmegen, Lieja y Kiev.
El estudiante de doctorado Jorrit Hortensius de la Universidad Técnica de Delft dijo: "Agitamos ópticamente la red de un imán que se compone de pequeños momentos magnéticos que se alternan hacia arriba y hacia abajo y, por lo tanto, no tiene una magnetización neta, a diferencia de los imanes de nevera familiares."
Después de agitar el cristal durante un período de tiempo muy corto, los investigadores midieron cómo las propiedades magnéticas evolucionan directamente en el tiempo. Después de la agitación, el sistema magnético del antiferromagnet cambia, de modo que aparece una magnetización neta: durante una fracción de tiempoel material se vuelve similar a los imanes de nevera cotidianos.
Todo esto ocurre en un tiempo sin precedentes de menos de unos pocos picosegundos millonésima de millonésima de segundo. Este tiempo no solo es órdenes de magnitud más corto que el tiempo de grabación en los discos duros de las computadoras modernas, sino que también coincide exactamente con ellímite fundamental para la conmutación de magnetización.
El Dr. Rostislav Mikhaylovskiy de la Universidad de Lancaster explica: "Durante mucho tiempo se pensó que el control del magnetismo mediante vibraciones atómicas se limita a las excitaciones acústicas ondas sonoras y no puede ser más rápido que nanosegundos. Hemos reducido el tiempo de conmutación magnética en 1000 veceseso es un hito importante en sí mismo ".
El Dr. Dmytro Afanasiev de la Universidad Técnica de Delft agrega: "Creemos que nuestros hallazgos estimularán una mayor investigación para explorar y comprender los mecanismos exactos que gobiernan el control de celosía ultrarrápida del estado magnético".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Lancaster . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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