تحطم المواد المغناطيسية سجل التبديل سريعًا

أعلن الباحثون في كران (مركز الأبحاث حول الهياكل النانوية والنيانودية التكيفية) ، ومدرسة الفيزياء في كلية ترينيتي دبلن ، اليوم أن أمادة مغناطيسيةتم تطويره في المركز يوضح أسرع تبديل مغناطيسي مسجل على الإطلاق.

استخدم الفريق أنظمة ليزر FeMtoSecond في مختبر أبحاث الضوئية في Crann للتبديل ثم إعادة تبديل الاتجاه المغناطيسي لموادها في تريليونات ثانية ، أسرع ست مرات من السجل السابق ، ومائة مرة أسرع من سرعة الساعة لجهاز الكمبيوتر الشخصي.

يوضح هذا الاكتشاف إمكانات المادة لجيل جديد من أجهزة الكمبيوتر المتطايرة فائقة الطاقة وأنظمة تخزين البيانات.

حقق الباحثون سرعات التبديل غير المسبوقة في سبيكة تسمى MRG ، التي تم تصنيعها لأول مرة من قبل المجموعة في عام 2014 من المنغنيز والروثينيوم والغاليوم. في التجربة ، ضرب الفريق أفلامًا رقيقة من MRG مع رشقات من ضوء الليزر الأحمر ، مما يوفر Megawatts من القوة في أقل من مليار من الثانية.

يقوم نقل الحرارة بتبديل الاتجاه المغناطيسي لـ MRG. يتطلب الأمر عاشرًا سريعًا لبيكوسكوند لتحقيق هذا التغيير الأول (1 ps = تريليون من الثانية). ولكن الأهم من ذلك ، اكتشف الفريق أنه يمكنهم تبديل التوجيه مرة أخرى 10 تريليونات من الثانية في وقت لاحق. هذا هو أسرع إعادة تبديل لاتجاه المغناطيس الذي لوحظ على الإطلاق.

يتم نشر نتائجهم هذا الأسبوع في مجلة الفيزياء الرائدة ، رسائل المراجعة المادية.

يمكن أن يفتح الاكتشاف طرقًا جديدة للحوسبة وتكنولوجيا المعلومات المبتكرة ، بالنظر إلى أهميةمادة مغناطيسيةS في هذه الصناعة. مخبأة في العديد من أجهزتنا الإلكترونية ، وكذلك في مراكز البيانات على نطاق واسع في قلب الإنترنت ، فإن المواد المغناطيسية تقرأ وتخزين البيانات. ينشئ انفجار المعلومات الحالية المزيد من البيانات ويستهلك طاقة أكثر من أي وقت مضى. يعد العثور على طرق جديدة كفاءة في استخدام الطاقة لمعالجة البيانات ، والمواد التي يجب مطابقتها ، بمثابة انشغال بحثي عالميًا.

كان مفتاح نجاح فرق Trinity هو قدرتها على تحقيق التبديل الفائق دون أي مجال مغناطيسي. يستخدم التبديل التقليدي للمغناطيس مغناطيسًا آخر ، والذي يأتي بتكلفة من حيث الطاقة والوقت. مع MRG ، تم تحقيق التبديل بنبض الحرارة ، واستفد من التفاعل الفريد للمادة مع الضوء.

يناقش باحثو ترينيتي جان بيسباس وكارستن رود وسيلة للبحث:

"مادة مغناطيسيةS بطبيعتها الذاكرة التي يمكن استخدامها للمنطق. حتى الآن ، كان التحول من حالة مغناطيسية "منطقية 0" ، إلى أخرى "منطقية 1" ، متعطشة للغاية للطاقة وبطيئة للغاية. يتناول بحثنا السرعة من خلال إظهار أنه يمكننا تبديل MRG من ولاية إلى أخرى في 0.1 PicoSeconds ، ومن الأهمية بمكان أن المفتاح الثاني يمكن أن يتبع 10 بيكو ثانية فقط في وقت لاحق ، يتوافق مع التردد التشغيلي البالغ 100 جيجاهيرتز - من أي شيء لوحظ من قبل.

"يسلط الاكتشاف الضوء على القدرة الخاصة لـ MRG لدينا على إزاحة الضوء وتدور حتى نتمكن من التحكم في المغناطيسية بالضوء والضوء مع المغناطيسية على النطاقات الزمنية التي لا تصدق حتى الآن."

وتعليقًا على عمل فريقه ، قال البروفيسور مايكل كوي ، مدرسة ترينيتي للفيزياء وكران ، "في عام 2014 عندما أعلنت فريقي لأول مرة أننا أنشأنا سبيكة جديدة تمامًا من المنغنيز والروثينيوم والغاليوم ، المعروفة باسم MRG ، لم نشك أبداً أن هذه المادة كانت محدودة مغناطيسية.

"سيؤدي هذا العرض التوضيحي إلى مفاهيم جديدة للأجهزة تعتمد على الضوء والمغناطيسية التي يمكن أن تستفيد من زيادة السرعة وكفاءة الطاقة بشكل كبير ، وربما تحقق في النهاية جهازًا عالميًا واحدًا مع الذاكرة المشتركة والمنطق. إنه تحد كبير ، لكننا أظهرنا مادة قد تجعلها ممكنة. نأمل في تأمين التمويل والتعاون الصناعي لمتابعة عملنا. "