Manipulácie s magnetmi na úrovni atómov môžu spôsobiť revolúciu

Magnetické materiály sa používajú na ukladanie digitálnych informácií. Medzinárodný tím vedcov našiel spôsob, ako s magnetmi manipulovať na úrovni atómov. Táto nová metóda by mala dôsledky na rýchle a energeticky efektívne budúce technológie spracovania údajov. Spin možno vnímať ako elementárnu „ihlu kompasu“, zvyčajne zobrazenú ako šípku ukazujúca smer od severného k južnému pólu. V magnetoch sú všetky spiny zarovnané v rovnakom smere pomocou sily nazývanej výmenná interakcia.

Manipulácia s výmennou interakciou by bola najefektívnejším a najrýchlejším spôsobom kontroly magnetizmu. Na dosiahnutie tohto výsledku použili vedci excitovanie ultrakrátkymi laserovými impulzmi. Použili svetlo na optickú stimuláciu špecifických atómových vibrácií kryštálovej mriežky magnetu, ktoré značne narušili štruktúru materiálu. Po veľmi krátkom otriasaní kryštálu vedci zmerali, ako sa magnetické vlastnosti vyvíjajú priamo v čase. Po otriasaní sa magnetický systém antiferomagnetu zmení tak, že sa objaví sieťová magnetizácia.

To všetko sa deje vo veľmi krátkom čase niekoľko pikosekúnd (milióntina milióntiny sekundy). Tento čas je nielen rádovo kratší ako čas záznamu na moderných počítačových pevných diskoch, ale sa presne zhoduje so základným limitom na prepínanie magnetizácie. Dr. Rostislav Mikhaylovskiy z Lancaster University vysvetľuje: „Dlho sa myslelo, že kontrola magnetizmu pomocou atómových vibrácií je obmedzená na akustické excitácie (zvukové vlny) a nemôže byť rýchlejšia ako nanosekundy. Znížili sme dobu magnetického prepínania 1000-krát, čo je sám osebe významný míľnik.“

Tieto zistenia stimulujú ďalší výskum v oblasti skúmania a porozumenia presných mechanizmov, ktoré riadia ultrarýchle ovládanie magnetického stavu pomocou atómových vibrácií kryštálovej mriežky magnetu. Výsledky štúdie boli publikované v časopise Nature Materials.