آهنرباهای کوچک اسرار بزرگ را فاش می‌کنند

یک تیم تحقیقاتی بین المللی به سرپرستی یک فیزیکدان در دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، یک فرآیند میکروسکوپی دینامیک چرخش الکترونی در نانوذرات را شناسایی کرده است که می‌تواند بر طراحی برنامه‌های کاربردی در محاسبات کوانتومی و اسپینترونیک تأثیر بگذارد.
آهنرباهای کوچک اسرار بزرگ را فاش می‌کنند

نانوذرات مغناطیسی و نانولوله‌های مغناطیسی کاربردهای زیادی دارند. کنترل دینامیک چرخش - حرکت چرخش الکترون - برای بهبود عملکرد چنین برنامه‌های کاربردی مبتنی بر نانو مغناطیس است. ایگور بارسوکوف، استادیار گروه فیزیک و نجوم و نویسنده اصلی این تحقیق ("پیشرفتهای غول غیر خطی در فرومغناطیس های نانو") گفت: "این کار درک ما را از پویایی چرخش در نانو مغناطیس پیشرفت می‌کند."

چرخش‌های الکترونی، که مانند شکافهای نخ ریسی غلبه دارند، به یکدیگر متصل می‌شوند. هنگامی که یک چرخش شروع به غلبه می‌کند، برتری به چرخش همسایه پخش می‌شود، که موج را به حرکت در می‌آورد. امواج چرخش، که به این ترتیب هیجان جمعی از چرخش‌ها هستند، نسبت به آنچه در آهنرباهای بزرگ یا طولانی انجام می‌شود، در آهنرباهای نانو متفاوت رفتار می‌کنند. در نانومغناطیس ها، امواج چرخش به اندازه آهنربا، به طور معمول در حدود 50 نانومتر محدود می‌شوند، و بنابراین پدیده‌های غیر معمول دارند.

به طور خاص، یک موج چرخش می‌تواند به یک موج دیگری تبدیل شود، که یک آهنربا واحد کوانتومی موج چرخش است. در نانومغناطیس، این فرآیند به طنین انداز افزایش یافته است، یعنی برای میدان‌های مغناطیسی خاص تقویت می‌شود. بارسوکوف با همکاری محققان UC Irvine و Western Digital در سان خوزه و همچنین همکاران تئوری در اوکراین و شیلی نشان داد که چگونه پراکندگی و در نتیجه ابعاد نانومغناطیس، چگونگی واکنش این آهنرباها به جریان چرخش را تعیین می‌کند. این پیشرفت می‌تواند به پیشرفت‌های بزرگی منجر شود. بارسوکوف گفت: "Spintronics راه را برای فناوری اطلاعات سریعتر و کارآمد با انرژی پیش می‌برد." کار تیم تحقیق بینش اصول اتلاف انرژی در نانو مغناطیس‌ها را ارائه می‌دهد و می‌تواند مهندسانی که روی اسپینترونیک و فناوری اطلاعات کار می‌کنند بتوانند دستگاه‌های بهتری بسازند.

وی افزود: "فرآیندهای میکروسکوپی که در مطالعه ما کاوش شده‌اند نیز ممکن است از نظر محاسبات کوانتومی در جایی که محققان در حال تلاش برای پرداختن به آهنرباهای فردی هستند، از اهمیت برخوردار باشند." "کار ما به طور بالقوه می‌تواند بر چندین زمینه تحقیق تأثیر بگذارد."