De huidige technologieën voor informatieoverdracht en -verwerking worden uitgedaagd door fundamentele fysieke beperkingen. Hoe krachtiger ze worden, hoe meer energie ze nodig hebben, en hoe meer warmte er aan de omgeving wordt afgegeven. Ook, er zijn fysieke grenzen aan de kleinheid en efficiëntie van communicatieapparatuur. De recente ontdekking door natuurkundigen van de Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) en de Lanzhou University in China biedt een nieuwe route voor vooruitgang op dit gebied. In de nieuwste editie van het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie , ze beschrijven een nieuw type spingolf die kan worden gebruikt om informatie te verzenden en te verwerken met een aanzienlijk hogere efficiëntie en een lager energieverbruik.

Conventionele IT-toepassingen zijn gebaseerd op elektrische laadstromen. "Dit leidt onvermijdelijk tot energieverliezen die de omgeving opwarmen, ", zegt MLU-natuurkundige professor Jamal Berakdar. De onderzoeker voegde eraan toe dat er meer energie nodig is en ook wordt afgevoerd om krachtigere en compactere apparaten te bedienen. het is een hele uitdaging om het tempo van vooruitgang vast te houden op basis van op laadstroom gebaseerde technologie. Voor hun studie de teams onder leiding van professor Berakdar en professor Chenglong Jia van Lanzhou University onderzochten alternatieve concepten voor datacommunicatie en -verwerking.

Hun werk draaide om magnonen. "Dit zijn golven die in ferromagneten worden gestimuleerd door slechts een fractie van de energie die nodig is voor het genereren van de vereiste laadstromen, " legt Berakdar uit. "Magnons kunnen worden gebruikt om signalen te verzenden en voor logische bewerkingen in verschillende componenten, terwijl ze vrijwel geen warmte produceren."

In deze laatste studie het Duits-Chinese onderzoeksteam beschrijft een type getwiste magnon waarbij de twist of het opwindnummer is beschermd tegen demping. Technisch gezien is de draaiing gerelateerd aan magnon orbitaal impulsmoment en kan in grootte en oriëntatie worden geregeld door elektrische spanningen. Dit maakt multiplex twist-gebaseerde signaalcodering en transmissie over grote afstanden mogelijk. Volgens de wetenschappers de gerapporteerde resultaten openen de weg naar informatieoverdracht met hoge dichtheid via magnons. Naast de energiezuinigheid, de magnongolflengten zijn controleerbaar en kort in vergelijking met optische golven, wat op zichzelf voordelig is voor miniaturisatie. Magnonic-elementen kunnen ook worden geïntegreerd in bestaande technologieën.