Ученые обнаружили квазичастицы, меняющие представление о магнитных материалах

Группа физиков из Университета Миссури обнаружила новый тип квазичастиц, которые, как выяснили ученые, присутствуют во всех магнитных материалах. Это открытие ставит под сомнение традиционные представления о статичности магнитных свойств и может привести к существенным изменениям в электронике. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Research.

Фото из открытых источников

Квазичастицы — это неуловимые объекты, которые возникают в различных системах, включая электрические цепи. Например, в атомах лития электроны могут перемещаться между оболочками, создавая промежутки, которые ведут себя как частицы с положительным зарядом. Квазичастицы играют важную роль в понимании работы систем, включая электронику и теплопередачу.

Ученые сосредоточили свое внимание на наноскопических неодимовых решетках, которые имеют форму сот. В процессе экспериментов они обнаружили квазичастицы, которые представляют собой вихревые петли. Эти квазичастицы, как выяснили исследователи, могут свободно перемещаться независимо от силы магнитного поля и температуры материала.

«Мы все видели пузырьки в газированных напитках», — говорит профессор физики и астрономии Карстен Ульрих. «Квазичастицы напоминают эти пузырьки, и мы обнаружили, что они могут двигаться с удивительной скоростью».

Это открытие меняет представление о том, как магнитные материалы ведут себя на наноразмерном уровне.

Исследователи также отметили, что в сотовых структурах квазичастицы могут перемещаться свободнее, чем в других магнитных материалах, благодаря уникальной геометрии наномагнитов. Это открытие может повлиять на спиновую электронику, или спинтронику, где для хранения и обработки информации используется спин электрона, а не его заряд.

«Спиновые явления могут привести к созданию более быстрой и эффективной электроники», — добавляет доцент кафедры физики и астрономии Дипак Сингх.

В отличие от обычного заряда, спин рассеивает гораздо меньше энергии, что делает его более эффективным для хранения данных.