Οι «altermagnets»-μαγνήτες αποτελούν μια νέα κατηγορία μαγνητικών υλικών που υπόσχεται να επαναστατικοποιήσει την τεχνολογία, προσφέροντας ταχύτητες έως και 1.000 φορές μεγαλύτερες από τις σημερινές, μέσω του altermagnetism.
Altermagnetism
Eίναι μια ξεχωριστή μορφή μαγνητικής τάξης όπου τα μικροσκοπικά συστατικά μαγνητικά δομικά στοιχεία ευθυγραμμίζονται αντιπαράλληλα με τους γείτονές τους, αλλά η δομή που φιλοξενεί το καθένα περιστρέφεται σε σύγκριση με τους γείτονές του.
Για κάποιους, η ύπαρξη σε μαγνητικό πεδίο σημαίνει ανάπτυξη ισχυρών μαγνητικών ιδιοτήτων, σε άλλους είναι αδύναμες και σε άλλους εξακολουθούν να είναι ανύπαρκτες. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν πρόσφατα μια νέα κατηγορία μαγνητισμού που ονομάζεται «altermagnetism» και σε νέα έρευνα, έδειξαν πώς να τον ελέγχουν, όπως αναφέρει ο Francesca Benson.
Κατηγορίες μαγνητισμού
Τα υλικά αυτά συνδυάζουν μοναδικά χαρακτηριστικά των ήδη γνωστών κατηγοριών μαγνητισμού, όπως ο σιδηρομαγνητισμός και ο αντισιδηρομαγνητισμός.
- Σιδηρομαγνητισμός: Στα υλικά αυτά, όπως το σίδερο, τα μαγνητικά τους στιγμιότυπα ευθυγραμμίζονται σε ένα πεδίο, με αποτέλεσμα να αποκτούν ισχυρές μαγνητικές ιδιότητες.
- Αντισιδηρομαγνητισμός: Σπανιότερος, όπου τα μαγνητικά στιγμιότυπα ευθυγραμμίζονται αντίθετα σε γειτονικά άτομα, ακυρώνοντας έτσι το συνολικό μαγνητικό πεδίο.
Οι «altermagnets», όμως, έχουν ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό. Συνδυάζουν τις δύο παραπάνω ιδιότητες με «ανατροπή», όπως εξηγεί ο καθηγητής Peter Wadley από το Πανεπιστήμιο του Νότιγχαμ:
«Οι altermagnets έχουν μαγνητικά στιγμιότυπα που είναι αντιπαράλληλα μεταξύ τους, αλλά κάθε μέρος του κρυστάλλου είναι περιστραμμένο σε σχέση με τους γείτονές του. Αυτή η λεπτή διαφορά έχει τεράστιες συνέπειες».
Βίντεο
Η ανακάλυψη: Μαγνητικές δίνες σε νέα κλίμακα
Η ομάδα χρησιμοποίησε ακτίνες Χ για να μελετήσει το μαγγανικό τελλουρίδιο, ένα κράμα μαγγανίου και τελλουρίου. Το υλικό αυτό, παρόλο που είναι ελαφρώς τοξικό, έδειξε μαγνητικές δίνες σε κλίμακα 100 νανομέτρων. Οι επιστήμονες κατάφεραν όχι μόνο να παρατηρήσουν, αλλά και να ελέγξουν τη διάταξη του αλτρομαγνητισμού με διάφορους τρόπους.
«Η πειραματική μας εργασία γεφύρωσε το χάσμα ανάμεσα στις θεωρητικές έννοιες και την πρακτική εφαρμογή, ανοίγοντας τον δρόμο για την ανάπτυξη alter-μαγνητικών υλικών», δήλωσε ο Oliver Amin, επικεφαλής ερευνητής.
Οι προοπτικές
Οι εφαρμογές των υλικών αυτών είναι εντυπωσιακές. Μαγνητικές συσκευές μνήμης που χρησιμοποιούν αυτούς τους μαγνήτες μπορούν να γίνουν πιο γρήγορες, πιο αποδοτικές και λιγότερο τοξικές. Ο Alfred Dal Din, υποψήφιος διδάκτορας, που εργάζεται πάνω στους alter-μαγνήτες για δύο χρόνια, δήλωσε:
«Το να είμαι από τους πρώτους που βλέπουν τις ιδιότητες αυτής της πολλά υποσχόμενης κατηγορίας υλικών κατά τη διάρκεια του διδακτορικού μου ήταν προνόμιο και πρόκληση».
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature.
