Открит е нов вид магнетизъм в немагнитните материали – той обещава пробив в системите за съхранение на данни

Теоретично предсказаното явление на алтермагнетизма (altermagnetism) беше потвърдено за първи път в научен експеримент. Международен екип от учени е наблюдавал магнитен вихър в материал, който никога не е проявявал магнитни свойства. Може да има стотици такива материали и това е възможност за хилядолетно компресиране на магнитния запис на данните и създаване на нов пробив в изчислителната техника.

Алтермагнетизмът съчетава в един материал полезните свойства на феромагнетиците и антиферомагнетиците. Те потенциално биха могли да доведат до хилядократно увеличение на скоростта на микроелектронните компоненти и цифровата памет, като същевременно са по-надеждни и енергийно ефективни. Това е третият клас магнетизъм, който до тази година съществуваше само в моделите.

Старши изследовател Оливър Амин, който ръководи експеримента и е съавтор на изследването, каза: „Нашата експериментална дейност осигури връзка между теоретичните концепции и прилагането в реалния живот, което се надяваме да проправи пътя за разработването на алтернативни магнитни материали за практическо приложение“.

Магнитните свойства на материала зависят от ориентацията на завъртането на неговите електрони. Във феромагнитните материали като желязото, които имат силен отговор в условия на магнитни полета, завъртането на всички електрони е в една и съща посока. В антиферомагнетик, друг вид магнетизъм, завъртанията на съседните електрони са в противоположни посоки и следователно взаимно се притискат, така че материалът като цяло не реагира на външно поле. В случай на новия тип магнетизъм, завъртанята на електроните в съседни позиции също са многопосочни, но тези посоки постоянно и симетрично се преобръщат.

Новото пилотно проучване е проведено в международното съоръжение MAX IV в Швеция. Това е електронен ускорител или синхротрон, който генерира рентгенови лъчи. Рентгеновите лъчи се насочват към магнитен материал, а електроните, излъчени от повърхността на образеца, се откриват с помощта на специален микроскоп. Това позволява получаването на изображение на магнетизъм в материал с разделителна способност до наноразмери. В проба от манганов телурид — на повърхността му — учените са открили циркулиращи магнитни вихри, които отговарят на теоретичните прогнози за алтермагнетизма.

Мангановият телурид вероятно не е подходящ за промишлени приложения, въпреки че друг немагнитен полупроводник, като хромният антимонид, може да бъде. Физиците прогнозират, че повече от 100 съединения ще проявят немагнитно поведение. През изминалата година са публикувани около 200 статии за алтермагнетизма, което показва интереса и необходимостта от нова и по-плътна технология за запис на данните. При такава активност на учените не е изключено след 10 години алтермагнетизмът да се обяви за комерсиален продукт.