Chất điên rồ giúp mọi thứ 'biến đổi kỳ diệu thành một vật liệu khác'

4 giờ trướcBài gốc

Được thực hiện bởi nhóm của Davide Bossini tại Đại học Konstanz (Đức) và công bố trên tạp chí Science Advances, nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho lưu trữ dữ liệu, truyền thông tốc độ cao và nghiên cứu lượng tử ở nhiệt độ phòng.

Chỉ một điều chỉnh, các nhà khoa học đã làm điều tưởng chừng không thể.

Thay vì dựa vào nhiệt độ hoặc điện trường như trước, nhóm đã chứng minh rằng ánh sáng laser có thể kiểm soát được từ tính của vật liệu thông qua hiện tượng cộng hưởng magnon, vốn là những dao động tập thể trong cấu trúc spin của electron. Spin của electron là một đặc tính nội tại của nó, giống như khối lượng và điện tích, được mô tả là một dạng mô men động lượng nội tại và có giá trị lượng tử hóa.

Magnon là các “gợn sóng lượng tử” xuất hiện khi spin của electron bị đảo ngược, lan truyền qua mạng tinh thể và mang theo năng lượng cũng như mômen động lượng. Điều này biến chúng thành chìa khóa cho các ứng dụng spintronics - lĩnh vực truyền tải thông tin bằng spin thay vì điện tích, vốn được xem là tương lai của công nghệ chip và lưu trữ dữ liệu.

Theo Bossini, nhóm đã tìm ra cách điều khiển tần số và biên độ từ tính độc lập với nhiệt độ, điều mà chưa lý thuyết nào tiên đoán. Họ sử dụng xung laser ngắn để kích thích đồng thời các cặp magnon tần số cao, giúp chúng tương tác và làm thay đổi đặc tính từ của vật liệu.

Một điểm đặc biệt là cơ chế này không tạo ra nhiệt, vốn là yếu tố từng tạo ra rào cản lớn trong việc xử lý dữ liệu tốc độ cao. Bossini khẳng định: “Những hiệu ứng này không đến từ sự nóng lên do laser mà đến từ ánh sáng”.

Các thí nghiệm được tiến hành với hematit, một loại quặng sắt phổ biến thường dùng làm la bàn. Việc sử dụng vật liệu tự nhiên không chứa đất hiếm sẽ giúp công nghệ này khả thi hơn về mặt ứng dụng công nghiệp.

Thành tựu của Đại học Konstanz không chỉ dừng lại ở spintronics. Nó còn mở ra tiềm năng tạo ngưng tụ Bose–Einstein của magnon bằng ánh sáng ở nhiệt độ phòng, cho phép nghiên cứu các hiện tượng lượng tử mà không cần môi trường cực lạnh.

Nếu được phát triển xa hơn, kỹ thuật này có thể thay đổi cách con người lưu trữ và xử lý dữ liệu, khi các hệ thống thông tin tương lai vận hành bằng ánh sáng và từ tính nhanh hơn, tiết kiệm năng lượng hơn và gần như không có giới hạn nhiệt.

Kiến Tường - Neowin

Nguồn Người Đưa Tin : https://nguoiduatin.vn/chat-dien-ro-giup-moi-thu-bien-doi-ky-dieu-thanh-mot-vat-lieu-khac-204251410105009452.htm