Квантовые физики из Делфтского технологического университета впервые показали, что можно контролировать и манипулировать спиновыми волнами на чипе с помощью сверхпроводников. Эти крошечные волны в магнитах могут стать альтернативой электронике в будущем. Исследование, опубликованное в журнале Science, дает физикам новое представление о взаимодействии магнитов и сверхпроводников.
Спиновые волны — это волны в магнитном материале, которые можно использовать для передачи информации, объясняют ученые. Теория предсказывает, что металлические электроды обеспечивают контроль над спиновыми волнами, но до сих пор физики не видели подобных эффектов в экспериментах.
Исследователи разработали экспериментальную установку, чтобы показать возможность управления спиновыми волнами. Она работает следующим образом: спиновая волна генерирует магнитное поле, которое, в свою очередь, порождает сверхток в сверхпроводнике. Этот сверхток действует как зеркало для спиновой волны. Сверхпроводящий электрод отражает магнитное поле обратно в спиновую волну. Сверхпроводящее зеркало заставляет спиновые волны двигаться вверх и вниз медленнее, что делает волны легко управляемыми.
Когда спиновые волны проходят под сверхпроводящим электродом, оказывается, что их длина волны полностью меняется. И, слегка изменяя температуру электрода, мы можем очень точно настроить величину этого изменения.
Майкл Борст, соавтор исследования
Технология спиновых волн все еще находится в зачаточном состоянии, добавляют ученые. Например, чтобы создавать энергоэффективные компьютеры с помощью этой технологии, нужно начать с небольших схем для выполнения вычислений. Возможно управлять спиновыми волнами открывает это направление для разработчиков: сверхпроводящие электроды позволят создать новые и энергоэффективные спин-волновые схемы.
Читать далее:
Исследователи обнаружили, что сперматозоиды при движении «обходят» закон Ньютона
Самая водоотталкивающая поверхность в мире удивила собственных изобретателей
Наша память работает совсем не так, как считали ученые
На обложке: художественная иллюстрация сверхпроводника (внизу), который действует как зеркало для спиновых волн в магните (вверху). Изображение: Scixel & Michael Borst