Een team van onderzoekers van MIT en verschillende instellingen in Korea heeft ontdekt dat de snelheid van magnetische domeinwandbewegingen fundamenteel beperkt is. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft het testen van een theorie over de maximale snelheid van domeinmuren om te bewijzen dat ze correct zijn. Matthew Daniels en Mark Stiles van het National Institute of Standards and Technology in de VS hebben een Perspective-stuk gepubliceerd waarin het werk van de onderzoekers in hetzelfde tijdschriftnummer wordt geschetst en de implicaties van hun bevindingen worden samengevat.

Een van de basisprincipes van Einsteins speciale relativiteitstheorie is dat er geen deeltje is dat sneller kan reizen dan de lichtsnelheid. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een vergelijkbare grens gevonden voor magnetische domeinwanden.

Materialen die magnetisch zijn, hebben domeinen waarin geordende spins van elkaar worden gescheiden door grenzen die bekend staan ​​​​als domeinwanden. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat dergelijke muren kunnen worden verplaatst door elektrische stroom aan te leggen. Dit specifieke aspect van magnetische materialen heeft de basis gevormd voor onderzoek naar het geheugen van circuits. En omdat de bewegingssnelheid van de domeinmuren de snelheid bepaalt van de herinneringen die ermee worden gecreëerd, wetenschappers pushen ze steeds sneller. Logica suggereert dat er een limiet moet zijn aan hoe snel de domeinmuren kunnen worden geduwd, echter, waardoor een limiet wordt gesteld aan hoe snel dergelijke geheugens kunnen werken. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben die fundamentele grens gevonden.

Zoals Daniels en Stiles opmerken, domeinwanden gedragen zich als objecten die in een materiaal zijn ingebed en kunnen dus niet alleen naar voren worden verplaatst, maar terug, ook. Dit kan door magnetische en elektronische velden aan te leggen. Dit is hoe geheugenapparaten worden gemaakt. Theorie (de Lorentz-invariantie van domeinwanden) heeft gesuggereerd dat de beperkende factor bij bewegende domeinwanden de spingolfsnelheid is die is gekoppeld aan een magnetisch materiaal. Om dit idee te testen, de onderzoekers voerden een reeks proeven uit waarin ze domeinwanden met behulp van variabele elektrische en magnetische velden naar hun verzadigingspunt verplaatsten. Ze ontdekten dat terwijl ze dat deden, de snelheid van de domeinwand benaderde asymptotisch de theoretisch voorspelde waarde van de spinsnelheid voor het magnetische materiaal - wat ongeveer 5 km/s bleek te zijn, de fundamentele snelheidslimiet.

© 2020 Wetenschap X Netwerk