Een team van natuurkundigen van de Universiteit van New York en de Universiteit van Barcelona heeft een methode ontwikkeld om de bewegingen in magnetische materialen te beheersen, die worden gebruikt om informatie op te slaan en te vervoeren. De doorbraak zou tegelijkertijd de informatieverwerking kunnen versterken en tegelijkertijd de benodigde energie kunnen verminderen.

hun methode, gerapporteerd in het meest recente nummer van het tijdschrift Natuur Nanotechnologie , manipuleert "spingolven, " wat golven zijn die in magnetische materialen bewegen. Fysiek, deze spingolven lijken veel op watergolven, zoals golven die zich voortplanten op het oppervlak van een oceaan. Echter, zoals elektromagnetische golven (d.w.z. licht en radiogolven), spingolven kunnen efficiënt energie en informatie van plaats naar plaats overbrengen.

De uitdaging, wetenschappers hebben gevonden, ontwikkelt een middel om ze te creëren en te beheersen.

In de Natuur Nanotechnologie studie, de NYU-UB-onderzoekers lieten zien hoe dit kan.

"Spingolven hebben een groot potentieel om de informatieverwerking te verbeteren en energiezuiniger te maken, " zegt Andrew Kent, een professor in de afdeling Natuurkunde van de NYU en de senior auteur van het artikel. "Onze resultaten laten zien dat het mogelijk is om zowel spingolfenergie te creëren als op te slaan in opmerkelijk kleine ruimtes. De volgende stappen zijn om te begrijpen hoe ver deze golven zich kunnen voortplanten en hoe de informatie erin het beste kan worden gecodeerd."

Andere auteurs van de studie waren Ferran Macià, een voormalige NYU-UB Marie-Curie Fellow en nu aan de Universiteit van Barcelona, en Dirk Backes, een voormalig postdoctoraal onderzoeker aan de NYU en momenteel verbonden aan de Universiteit van Cambridge.

Momenteel, elektromagnetische golven in antennes kunnen worden omgezet in spingolven. Echter, de resulterende spingolven hebben een lange golflengte en planten zich langzaam voort. Daarentegen, spingolven met een korte golflengte kunnen zich over grotere afstanden verplaatsen, sneller, en met minder energie, en zo de mogelijkheid bieden om een ​​reeks communicatie- en elektronische apparaten te verbeteren.

In de Natuur Nanotechnologie studie, de onderzoekers voerden een reeks experimenten uit waarin ze elektrische contacten op nanometerschaal bouwden om spin-gepolariseerde elektrische stromen in magnetische materialen te injecteren - een proces dat is ontwikkeld om de bewegingen van zijn spingolven te creëren en te beheersen.

specifiek, door verschillende magnetische krachten te mengen, waren ze in staat ze in een specifiek gebied te vangen - magnetische "druppeltjes" vormend die op hun plaats bleven in plaats van zich voort te planten, waardoor een stabiele energiebron wordt gevormd. Toekomstig onderzoek, de wetenschappers zeggen, zou zich dan concentreren op manieren om deze gelokaliseerde energie te verplaatsen of vrij te geven in de vorm van voortplantende spingolven.

"We weten dat spingolven zich kunnen voortplanten, maar we hebben in deze studie laten zien dat je ze kunt beheersen zodat ze zich op een specifieke plek zullen lokaliseren, " legt Kent uit. "Door de mix van magnetische krachten op deze druppeltjes te veranderen - zoals met een elektrische stroom of een magnetisch veld - zouden we in staat moeten zijn om ze spingolven te laten uitzenden, misschien als energie barst, die informatie kan coderen."