Laservalguse impulsid võivad mis tahes materjalis, sealhulgas isolaatorites, tekitada suhteliselt suure magnetmomendi. See efekt, mida rahvusvaheline teadlaste meeskond esmakordselt demonstreeris, näitab, et laservalgus võib kvantkäitumist esile kutsuda isegi toatemperatuuril, mitte ainult tavaliselt nõutavates äärmiselt külmades tingimustes. Kuigi see tehnika pakub peamiselt huvi fundamentaalteaduste jaoks, võib sellel olla ka rakendusi kiiremaks ja tõhusamaks magnetandmete salvestamiseks.

Nende katsetes Stefano Bonetti of Stockholmi ülikool ja Veneetsia Ca 'Foscari ülikool ja kolleegid alustasid suhteliselt lihtsast ideest. Rakendades laservalgust, mis on nii ümmarguselt polariseeritud – see tähendab, et selle polarisatsioon jälgib levides välja korgitseritaolise kuju – ja resonantse materjalis aatomivõnkumiste sagedusega, arvasid nad, et võivad neid võnkumisi juhtida ringikujuliselt ja tekitavad seega magnetmomendi.

Teadlasi julgustasid mõtlema teoreetilised uuringud, mis ennustasid, et ringikujuliselt liikuvad aatomid võivad tõepoolest indutseerida magnetiseerumist peaaegu igas materjalis. "Arvestades minu teadmisi magnetismist ja minu hiljutisi uuringuid fononide dünaamika (võre vibratsiooni) kohta, uskusin, et minu labor oleks ideaalne keskkond selle kontseptsiooniga katsetamiseks, " ütleb Bonetti.

Polariseeritud valgusallikas kutsub esile suuri magnetmomente

Enne kui nad said alustada, pidid teadlased esmalt välja töötama uue polariseeritud valgusallika, mille sagedus oleks nõutavas terahertsi (kaug-infrapuna) vahemikus. Kui allikas oli valmis, kasutasid nad seda lühikeste intensiivsete impulsside väljastamiseks strontsiumtitanaadi (SrTiO) proovile.₃). Toatemperatuuril on see materjal kuupmeetrilise perovskiitvõrestruktuuriga paraelektriline diamagnet. Teadlased valisid selle, kuna mõned selle aatomid vibreerivad terahertsi sagedustel - täpsemalt 3 THz ribalaiusega 0.5 THz.

Meeskond leidis, et need valgusimpulssid kutsusid esile nähtuse, mida tuntakse dünaamilise multiferroilisusena. Multiferroossus ilmneb siis, kui materjali mitmel omadusel on oma eelistatud olek. Näiteks võivad multiferroossel materjalil olla ühes suunas suunatud magnetmomendid ja elektrilaeng, mis samuti nihkub teatud suunas. Oluline on see, et need kaks nähtust on üksteisest sõltumatud.

Kuigi teoreetiliselt ennustati, pole seda nähtust kunagi eksperimentaalselt demonstreeritud. Bonetti teatab, et katse tõi ka üllatuse: materjalis tekitatud magnetmomendid olid 10 000 korda suuremad, kui teooria ennustab.

Magnetandmete salvestamise rakendused

Teadlaste sõnul võivad nende avastused leida kasutust magnetandmete salvestamise tehnoloogiates, kus on suur huvi magnetilise teabe kodeerimise uudsete meetodite vastu. Selle põhjuseks on asjaolu, et magnetdomeene saab vahetada kiire ja väiksema võimsusega elektriväljaga, mitte elektrivooluga (energiamahukas ja suhteliselt aeglane protsess), nagu tavalised domeenid on.

Meeskond, kuhu kuuluvad ka teadlased Põhjamaade Teoreetilise Füüsika Instituut (NORDITA) Rootsis; a University of Connecticut ja SLACi riiklik kiirendilabor USA-s; a Elettra-Sincrotrone Trieste ja Rooma Sapienza ülikool, mõlemad Itaalias; ja Riiklik Materjaliteaduse Instituut Tsukubas, Jaapan, töötab nüüd selle nimel, et paremini mõista dünaamilise multiferroisuse füüsikat. "See on mõju paremaks kontrollimiseks hädavajalik, " ütleb Bonetti Füüsika maailm. "Samuti püüame muuta efekti püsivamaks, kuna praegu ilmneb see ainult siis, kui laservalgus on aktiivne."

Katseid on kirjeldatud artiklis loodus.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/laser-light-makes-a-material-magnetic/