کشف انقلابی در مغناطیس: آلترمغناطیس، سرعت کامپیوترها را ۱۰۰۰ برابر می‌کند!

کشف یه جور جدید از مغناطیس: «آلترمغناطیس»

یه سری تحقیقات جدید، تصویری از یه طبقه‌ی جدید از مغناطیس به اسم آلترمغناطیس رو نشون داده. این کشفیات می‌تونن به پیشرفت تو ساخت دستگاه‌های حافظه‌ی مغناطیسی جدید منجر بشن، دستگاه‌هایی که این توانایی رو دارن که سرعت کارشون رو تا هزار برابر زیاد کنن.

آلترمغناطیس یه جور متفاوت از نظم مغناطیسی‌ـه. تو این حالت، بلوک‌های کوچیک مغناطیسی، برعکس همدیگه قرار می‌گیرن (ضد موازی)، ولی ساختار هر کدوم از این بلوک‌ها نسبت به بلوک‌های همسایه‌شون چرخیده. دانشمندا توی دانشگاه ناتینگهام توی دانشکده‌ی فیزیک و نجوم نشون دادن که این نوع جدید از مغناطیس وجود داره و می‌شه اون رو تو دستگاه‌های میکروسکوپی کنترلش کرد. این نتایج امروز تو مجله‌ی Nature چاپ شدن.

پروفسور پیتر وادلی، که رهبر این پژوهش بوده، توضیح می‌ده: «آلترمغناطیس‌ها شامل لحظات مغناطیسی هستن که برعکس همدیگه قرار دارن. با این حال، هر قسمت از کریستال که این لحظات کوچیک رو تو خودش داره، نسبت به همسایه‌هاش چرخیده. این یه جورایی شبیه آنتی‌فرومغناطیسه، ولی با یه چرخش! اما همین تفاوت کوچیک، کلی پیامد بزرگ داره.»

مواد مغناطیسی تو اکثر حافظه‌های دراز مدت کامپیوتر و نسل جدید دستگاه‌های ریزالکترونیکی استفاده می‌شن. این موضوع نه تنها یه صنعت بزرگ و حیاتیه، بلکه یه منبع قابل توجه از آلودگی کربن تو سراسر دنیاست.

پیشرفت‌های تازه تو مواد آلترمغناطیسی

جایگزین کردن قطعات اصلی با مواد آلترمغناطیسی می‌تونه سرعت و راندمان دستگاه‌ها رو خیلی زیاد کنه. در عین حال، این امکان رو هم فراهم می‌کنه که وابستگی‌مون به عناصر سنگین و سمی که برای فناوری‌های سنتی مغناطیسی لازمن، کم بشه. مواد آلترمغناطیسی، خاصیت‌های خوب مغناطیس‌های فرومغناطیسی و آنتی‌فرومغناطیسی رو تو یه ماده‌ی واحد با هم دارن. این مواد می‌تونن سرعت قطعات ریزالکترونیکی و حافظه‌های دیجیتالی رو تا هزار برابر زیاد کنن و در عین حال، از نظر مقاومت و بازدهی انرژی هم بهتر باشن.

اولیور آمین، محقق ارشد، رهبری این آزمایش رو به عهده داشت و یکی از کسایی بود که این مقاله رو نوشتن. اون گفت: «کار آزمایشگاهی ما، یه پل بین تئوری‌ها و تحققشون ایجاد کرد، که ما امیدواریم راهی رو برای توسعه‌ی مواد آلترمغناطیسی برای کاربردهای عملی روشن کنه.»

جزئیات آزمایش و امکانات

این پژوهش جدید تو تأسیسات بین‌المللی MAX IV توی سوئد انجام شد. این تأسیسات که شبیه یه دونات فلزی گنده‌ست، یه شتاب‌دهنده‌ی الکترونی به اسم سینکروترون داره که اشعه‌ی ایکس تولید می‌کنه. اشعه‌ی ایکس به ماده‌ی مغناطیسی تابونده می‌شه و الکترون‌هایی که از سطح اون آزاد می‌شن، با استفاده از یه میکروسکوپ مخصوص شناسایی می‌شن. این فرایند امکان تولید تصاویری از مغناطیس داخل ماده رو با وضوح خیلی زیاد، تا مقیاس نانو، فراهم می‌کنه.

تجربه‌ی یه دانشجوی دکترا

آلفرد دال دین، دانشجوی دکترا، دو ساله که داره مواد آلترمغناطیسی رو بررسی می‌کنه. این یکی از پیشرفت‌های مهم‌ـی بوده که اون تو این پروژه‌ش دیده. اون گفت: «این که تو دوره‌ی دکترا، جزو اولین کسایی بودم که اثرات و ویژگی‌های این طبقه‌ی جدید و امیدوارکننده از مواد مغناطیسی رو دیدم، یه افتخار بزرگ و در عین حال یه چالش خیلی خوب بوده.»

“`