Twee studenten van het Yale-NUS College maken deel uit van een onderzoeksteam dat tot de conclusie kwam dat twee verschillende wiskundige modellen, die hetzelfde fysieke fenomeen beschrijven, zijn in wezen gelijkwaardig. De ontdekking zou implicaties kunnen hebben voor toekomstig onderzoek naar magnetoweerstand en de praktische toepassingen ervan in een breed scala aan elektronische apparaten. Na het implementeren van de twee verschillende modellen van magnetoweerstand als computersimulaties, Lai Ying Tong, 21, en Silvia Lara, 22, ontdekte dat de twee simulaties vergelijkbare resultaten opleverden onder identieke omstandigheden. Magnetoweerstand is een natuurkundig fenomeen waarbij de elektrische weerstand van een materiaal verandert wanneer het wordt blootgesteld aan een magnetisch veld. Het onderzoek is gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift Fysieke beoordeling B december 2017.

De twee Yale-NUS-studenten werkten aan het project onder het mentorschap van universitair hoofddocent Shaffique Adam van het Yale-NUS College en het Department of Physics van de National University of Singapore's (NUS) Faculty of Science, en universitair hoofddocent Meera Parish van de Monash University. Ze werden geleid door Navneeth Ramakrishnan, een masterstudent aan de afdeling Natuurkunde van de NUS Faculty of Science en NUS Center for Advanced 2D Materials, die hun resultaten controleerden en het papier schreven. De bevindingen boden een verenigd theoretisch kader om een ​​fenomeen te begrijpen dat bekend staat als 'lineaire onverzadigende magnetoweerstand', evenals duidelijke voorspellingen over hoe het effect te manipuleren. Voorafgaand aan hun onderzoek, er waren twee afzonderlijke theoretische wiskundige modellen voorgesteld om te beschrijven hoe het fenomeen werkt:het Random Resistance Network (RRN) -model en het Effective Medium Theory (EMT) -model. Empirici die magnetoweerstand onderzoeken, verwijzen over het algemeen naar een van deze twee modellen om hun experimenten te contextualiseren, maar bieden geen gedetailleerde vergelijking tussen de theorieën en hun experimentele resultaten. Deze laatste bevinding verenigt niet alleen de twee bestaande theorieën, maar valideert ook dat deze theorieën nauwkeurige beschrijvingen zijn die overeenkomen met experimentele gegevens.

De bevindingen hebben een directe impact op toekomstig onderzoek naar magnetoweerstand, die praktische toepassingen heeft in een breed scala aan elektronische apparaten, zoals snelheidssensoren, mobieltjes, wasmachines, en laptops. De principes van magnetoweerstand worden momenteel gebruikt in magnetische geheugenopslag in harde schijven, en bepaalde bedrijven streven naar de productie van gevoelige magnetometers - apparaten die magnetische velden meten - die bij kamertemperatuur kunnen werken. Dit is een miljardenindustrie die toepassingen ondersteunt in vele aspecten van het dagelijks leven, variërend van waarschuwingen voor aanrijdingen van auto's tot detectie van doorgebrande verkeerslichten.

Mevrouw Lai en mevrouw Lara begonnen dit onderzoek als een zomeronderzoeksproject in hun eerste jaar van hun bacheloropleiding, onder leiding van Assoc Prof Adam, die ook bij het Center for Advanced 2D Materials bij NUS is. Assoc Prof Adam benadrukte de rol van beide studenten in het onderzoek, opmerkend dat ze bestaande literatuur hebben bekeken, de wiskundige modellen geïmplementeerd in de industriestandaard softwareomgeving MATLAB, en voerde de simulaties en de daaropvolgende analyses uit. De studenten presenteerden de onderzoeksresultaten ook op internationale conferenties, zoals de American Physical Society March Meeting 2017.

Yale-NUS College financierde de niet-gegradueerde studenten om aan dit project te werken. "Dit niveau van niet-gegradueerde betrokkenheid, niet alleen in het onderzoek, maar in het vormgeven van de richting van het werk is uiterst zeldzaam. Bij Yale-NUS, bètastudenten kunnen al heel vroeg in hun leerervaring actief deelnemen aan dergelijk onderzoek, " zei Assoc Prof Adam.