Մագնիսական նյութը գերազանցում է գերարագ փոխարկման ռեկորդը

CRANN-ի (Ադապտիվ նանոկառուցվածքների և նանոսարքերի հետազոտությունների կենտրոն) և Դուբլինի Թրինիթի քոլեջի ֆիզիկայի դպրոցի հետազոտողները այսօր հայտարարեցին, որմագնիսական նյութԿենտրոնում մշակվածը ցույց է տալիս երբևէ գրանցված ամենաարագ մագնիսական փոխարկումը։

Խումբը CRANN-ի ֆոտոնիկայի հետազոտությունների լաբորատորիայում օգտագործել է ֆեմտովայրկյանային լազերային համակարգեր՝ իրենց նյութի մագնիսական կողմնորոշումը վայրկյանի տրիլիոներորդական մասերում փոխելու և վերափոխելու համար, ինչը նախորդ ռեկորդից վեց անգամ ավելի արագ է և անձնական համակարգչի ժամացույցի արագությունից հարյուր անգամ ավելի արագ։

Այս հայտնագործությունը ցույց է տալիս նյութի ներուժը էներգաարդյունավետ գերարագ համակարգիչների և տվյալների պահպանման համակարգերի նոր սերնդի համար։

Հետազոտողները աննախադեպ արագության են հասել MRG կոչվող համաձուլվածքում, որն առաջին անգամ սինթեզվել է խմբի կողմից 2014 թվականին մանգանից, ռութենիումից և գալիումից: Փորձի ընթացքում թիմը MRG-ի բարակ թաղանթների վրա կարմիր լազերային լույսի պայթյուններ է իրականացրել՝ մեգավատտ հզորություն ապահովելով վայրկյանի մեկ միլիարդերորդ մասից էլ պակաս ժամանակում:

Ջերմափոխանակումը փոխում է MRG-ի մագնիսական կողմնորոշումը: Այս առաջին փոփոխությունը կատարելու համար անհրաժեշտ է անհավանական արագ տասներորդական պիկոսայրկյան (1 պ = վայրկյանի մեկ տրիլիոներորդական մաս): Բայց ավելի կարևոր է, որ թիմը հայտնաբերեց, որ կարող է կողմնորոշումը վերադարձնել վայրկյանի 10 տրիլիոներորդական մասից հետո: Սա մագնիսի կողմնորոշման երբևէ դիտարկված ամենաարագ վերափոխումն է:

Նրանց արդյունքները հրապարակվում են այս շաբաթ ֆիզիկայի առաջատար ամսագրում՝ Physical Review Letters-ում։

Հաշվի առնելով կարևորությունը՝ այս հայտնագործությունը կարող է նոր ուղիներ բացել նորարարական հաշվարկային և տեղեկատվական տեխնոլոգիաների համար։մագնիսական նյութայս ոլորտում։ Մեր շատ էլեկտրոնային սարքերում, ինչպես նաև ինտերնետի սրտում գտնվող մեծածավալ տվյալների կենտրոններում թաքնված մագնիսական նյութերը կարդում և պահպանում են տվյալները։ Ներկայիս տեղեկատվական պայթյունը ստեղծում է ավելի շատ տվյալներ և սպառում է ավելի շատ էներգիա, քան երբևէ։ Տվյալների և համապատասխան նյութերի մանիպուլյացիայի նոր էներգաարդյունավետ եղանակների որոնումը համաշխարհային հետազոտական ​​​​խնդիր է։

Թրինիթի թիմերի հաջողության գրավականը նրանց ունակությունն էր հասնելու գերարագ փոխակերպման՝ առանց որևէ մագնիսական դաշտի: Մագնիսի ավանդական փոխակերպումը օգտագործում է մեկ այլ մագնիս, որը ծախսատար է և՛ էներգիայի, և՛ ժամանակի առումով: MRG-ի միջոցով փոխակերպումը իրականացվել է ջերմային իմպուլսի միջոցով՝ օգտագործելով նյութի եզակի փոխազդեցությունը լույսի հետ:

Երրորդության հետազոտողներ Ժան Բեսբասը և Կարստեն Ռոդը քննարկում են հետազոտության մեկ ուղղությունը.

«Մագնիսական նյութներհատուկ ունեն հիշողություն, որը կարող է օգտագործվել տրամաբանության համար: Մինչ օրս մեկ մագնիսական վիճակից՝ «տրամաբանական 0»-ից մյուսին, անցնելը չափազանց էներգատար և չափազանց դանդաղ է եղել: Մեր հետազոտությունը անդրադառնում է արագությանը՝ ցույց տալով, որ մենք կարող ենք MRG-ն մեկ վիճակից մյուսին անցնել 0.1 պիկովայրկյանում, և ամենակարևորը՝ երկրորդ անցումը կարող է հաջորդել ընդամենը 10 պիկովայրկյան անցումով, ինչը համապատասխանում է մոտ 100 գիգահերց գործառնական հաճախականությանը՝ ավելի արագ, քան նախկինում դիտարկված ցանկացած բան:

«Հայտնագործությունը ընդգծում է մեր MRG-ի հատուկ ունակությունը՝ արդյունավետորեն զուգակցելու լույսը և սպինը, որպեսզի մենք կարողանանք վերահսկել մագնիսականությունը լույսի և լույսի մագնիսականության հետ մինչ այժմ անհասանելի ժամանակային սանդղակներում»։

Մեկնաբանելով իր թիմի աշխատանքը՝ Թրինիթիի ֆիզիկայի դպրոցի և CRANN-ի պրոֆեսոր Մայքլ Քոին ասել է. «2014 թվականին, երբ ես և իմ թիմը առաջին անգամ հայտարարեցինք, որ ստեղծել ենք մանգանի, ռութենիումի և գալիումի բոլորովին նոր համաձուլվածք, որը հայտնի է որպես MRG, մենք երբեք չէինք կասկածում, որ նյութն ունի այս ուշագրավ մագնիսա-օպտիկական ներուժը»։

«Այս ցուցադրությունը կհանգեցնի լույսի և մագնիսականության վրա հիմնված նոր սարքերի կոնցեպտների ստեղծմանը, որոնք կարող են օգտվել արագության և էներգաարդյունավետության զգալի աճից, հնարավոր է՝ ի վերջո իրականացնելով միասնական ունիվերսալ սարք՝ համակցված հիշողությամբ և տրամաբանական ֆունկցիոնալությամբ։ Սա հսկայական մարտահրավեր է, բայց մենք ցույց ենք տվել մի նյութ, որը կարող է դա հնարավոր դարձնել։ Մենք հույս ունենք ապահովել ֆինանսավորում և արդյունաբերական համագործակցություն՝ մեր աշխատանքը շարունակելու համար»։