Учени откриха квазичастица във всички магнитни материали

Учени направиха сензационно откритие в областта на нанотехнологиите, разкривайки нов вид квазичастица, която съществува във всички магнитни материали, независимо от тяхната сила или температура. Тези свойства радикално променят досегашните представи за магнетизма, като показват, че той е много по-динамичен, отколкото се смяташе досега.

Статията, озаглавена „Emergent topological quasiparticle kinetics in constricted nanomagnets“ е публикувана в списание Physical Review Research. Водещи автори на изследването са Дипак Сингх и Карстен Улрих от Колежа по изкуства и науки в Университета на Мисури, заедно с екипи от студенти и докторанти.

Карстен Улрих, почетен професор по физика и астрономия сравнява поведението на новите квазичастици с мехурчета в газирани напитки. Според него тези частици са способни да се движат с изненадващо високи скорости, което открива нови хоризонти в изучаването на магнитните материали.

Откритието може да бъде в основата на ново поколение електроника, която е по-бърза, по-интелигентна и по-енергийно ефективна. Учените обаче все още не са разбрали как тези свойства могат да бъдат приложени на практика.

Една от областите, които могат да се възползват пряко от това откритие е спинтрониката. Тази наука, известна още като „спинова електроника“, използва не електрическия заряд, а спина на електроните – квантова характеристика, тясно свързана с тяхната природа. Улрих обяснява, че използването на спина позволява да се минимизират загубите на енергия. Например, батериите за смартфони, базирани на спинтроника могат да работят стотици часове без презареждане.

Дипак Сингх, доцент по физика и астрономия отбеляза, че спинът на електроните играе ключова роля в магнитните явления. Вместо традиционното използване на заряд, спинтрониката предлага да се използват спиновите свойства на електроните, което прави процеса много по-ефективен.

Екипът на Сингх провежда експериментите, използвайки дългогодишния си опит с магнитни материали, докато екипът на Улрих анализира резултатите и разработва модели, за да обясни необичайното поведение на квазичастиците. Изследванията са проведени с помощта на мощни спектрометри в Националната лаборатория „Оук Ридж“.

Изследването е продължение на работата, в която учени за първи път съобщават за динамично поведение в наномащаб. Откритието подчертава важността на по-нататъшното изучаване на магнитните материали и потенциалните им приложения във високотехнологични устройства.