Vjerovatno je tu oduvijek: Naučnici potvrdili postojanje trećeg oblika magnetizma

23.12.2024. | 14:42

Naučnici su prvi put napravili, manipulisali i snimili altermagnetni materijal. Ovaj materijal vjerovatno postoji oduvijek, ali sada možemo da ga podešavamo i mjerimo direktno.

Naučnici su nedavno napravili i snimili novu magnetnu supstancu poznatu kao altermagnetni materijal. Iako se o nekim pronalascima teoretira decenijama prije nego što naučnici mogu konačno da ih izvedu i osmotre, altermagnetizam je stigao u kolektivnu naučnu svijest tokom samo nekoliko godina.

Nova studija pokazuje da se ovi materijali mogu podesiti veoma precizno u cilju stvaranja specifičnih pravaca magnetizma.

U stvari, naučnici su uspjeli da potvrde nevjerovatnu (ali osnovanu) teoriju – da altermagnetizam može da kombinuje regularni feromagnetizam sa antiferomagnetizmom (kao što nazivi sugeriraju, vjerovalo se da su to nekompatibilne suprotnosti).

Iako možda neće imati mnogo uticaja na vašu kolekciju magneta na frižideru, za ljude koji prave superprovodnike i topološke materijale na temperaturi blizu apsolutne nule – ovo bi moglo predstavljati veliki korak naprijed.

Standardni feromagnetni materijali funkcionišu putem primjenjivanja sile na obližnje objekte od željeza ili druge kvalifikovane elemente i legure. Nasuprot tome, antiferomagnetizam opisuje kako ovi magneti mogu da djeluju na vrlo blag i skoro neprimjetan način na materijale koji ne spadaju u grupu „željeznih“.

Elektromagneti – proizvedeni prolaskom struje kroz namotanu žicu – rade na isti način, ali mnogo snažnije i zavise od te električne struje. Zemlja ima magnetno polje djelimično zato što njeno rotirajuće, istopljeno metalno jezgro djeluje kao elektromagnet.

U altermagnetu, pak, pravac vrtnje (koji utiče na magnetizam) može da varira na „mreži“ takozvanog idealnog kristala – materijala čiji kristalni obrasci su savršeni i bez narušenosti nedostacima, promjenama pravca ili mnoštvom drugih stvari koje mogu da se dogode prirodno. Mnogi prirodni dijamanti su idealni kristali, na primjer, što im dijelom daje izuzetno čist izgled. Međutim, metali takođe mogu biti idealni kristali.

Naučnici su koristili fotoemisionu elektronsku mikroskopiju (PEEM), polarizovanu radi otkrivanja magnetnog uticaja, da bi mapirali čitavu strukturu mreže kristalnog mangan-telurida (MnTe). Mapa je pokazala temeljnu kristalnu strukturu, sa mrežom strelica koje pokazuju pravce magnetizma u svakoj tački. Naučnici su takođe mogli da manipulišu tačkama magnetnog spina.

U ranijem istraživanju je korišćen impulsni mikroskop fokusiran na određenu oblast iznad materijala koji pokazuje kako se različiti elektroni vrte – bitan faktor koji određuje funkcionisanje magnetizma. Snimak nije bio detaljan kao sada.

Nanomaterijali generalno imaju veliki značaj u mnogim oblastima istraživanja. Kvantni kompjuteri funkcionišu na tom nivou i još su daleko od praktične upotrebe van krajnje specifičnih i kontrolisanih laboratorijskih uslova.

Altermagnetni materijali takođe mogu da donesu revoluciju na polju spintronike, izučavanja i optimizacije uređaja na bazi čvrstog stanja, uključujući SSD u kompjuterima i pametnim telefonima, koji koriste elektronski spin.

Iako su tradicionalni feromagneti koje danas upotrebljavamo dobri na mnogo načina, nisu idealni i mogu dovesti do zamagljenja između odvojenih bitova podataka.

Na nanonivou, sve što smjestimo u naše uređaje rezultat je koordinisane akcije elektrona. Ako ti materijali mogu biti poboljšani, to može značiti veću efikasnost, veći kapacitet skladištenja u istoj veličini materijala i manji gubitak prilikom pristupa podacima.

Takođe, altermagneti mogu doprinijeti izučavanju praktičnih superprovodnika i topoloških materijala. Izgleda da bi se budućnost elektronike mogla oslanjati na veoma prilagođene obrasce spina.

(Telegraf Nauka/Yahoo)