کشف شوکه‌کننده: مغناطیس جدیدی که سرعت کامپیوترها را ۱۰۰۰ برابر می‌کند!

کشف نوعی نوین از مغناطیس: «آلترمغناطیس»

یه پژوهش تازه، پرده از یه جور جدیدِ مغناطیس به اسم آلترمغناطیس برداشت. این کشفیات می‌تونن راه رو برای ساخت دستگاه‌های حافظه‌ی مغناطیسی تازه باز کنن که احتمالاً سرعتشون تا هزار برابر بیشتر می‌شه.

ویژگی‌های آلترمغناطیس

آلترمغناطیس یه نوع خاص از نظم مغناطیسیه که توی اون، اجزای ریزِ مغناطیسی، با همسایه‌هاشون یه جور نظم ضد موازی دارن، منتها ساختار تک‌تک این اجزا نسبت به همسایه‌اشون، چرخیده. دانشمندا از دانشگاه ناتینگهام تو دانشکده‌ی فیزیک و ستاره‌شناسی نشون دادن که این دسته‌ی جدیدِ مغناطیس وجود داره و می‌شه تو دستگاه‌های میکروسکوپی کنترلش کرد. یافته‌های این تحقیق امروز تو مجله‌ی Nature منتشر شده.

توضیحات پروفسور وادلی

پروفسور پیتر وادلی، که رهبری این پژوهش رو به عهده داشته، می‌گه: «آلترمغناطیس‌ها، شامل گشتاورهای مغناطیسی هستن که با همسایه‌هاشون جوری قرار می‌گیرن که جهت‌شون مخالفِ همه. ولی هر قسمتی از اون کریستالی که این گشتاورای کوچیک رو تو خودش داره، نسبت به همسایه‌اش یه چرخش داره. این یه جورایی مثل آنتی‌فرومغناطیسه، با یه پیچ‌وتاب! ولی همین تفاوت کوچیک، عواقب بزرگی داره.»

اهمیت مواد مغناطیسی

مواد مغناطیسی تو بیشتر حافظه‌های بلندمدتِ کامپیوترها و جدیدترین نسل دستگاه‌های ریزالکترونیکی استفاده می‌شن. اینا نه‌تنها یه صنعت بزرگ و حیاتی هستن، بلکه منبع قابل توجهی از انتشارِ کربن تو دنیا هم به حساب میان.

پیشرفت‌های تازه تو مواد آلترمغناطیسی

اگه اجزای کلیدیِ دستگاه‌ها با مواد آلترمغناطیسی عوض بشن، می‌تونه منجر به افزایش قابل توجهِ سرعت و کارایی بشه و از طرفی، این پتانسیل رو داره که وابستگی ما به عنصرهای سنگینِ کمیاب و سمی که برای فن‌آوری‌های فرومغناطیسیِ متداول لازمن، کم بشه. مواد آلترمغناطیسی، ویژگی‌های خوب فرومغناطیس‌ها و آنتی‌فرومغناطیس‌ها رو تو یه مادّه‌ی واحد جمع می‌کنن.

این مواد می‌تونن باعث افزایش هزار برابری سرعت اجزای ریزالکترونیکی و حافظه‌های دیجیتال بشن و در عین حال، از نظر مقاومت و مصرف انرژی هم بهتر عمل کنن. الیور آمن، پژوهشگر ارشد، سرپرستی این آزمایش رو به عهده داشت و یکی از نویسنده‌های این پژوهشه. اون گفت: «کار تجربی ما، یه پل بین مفاهیم نظری و رسیدن به واقعیتشون ایجاد کرده که امیدواریم راه رو برای ساخت مواد آلترمغناطیسی کاربردی روشن کنه.»

جزئیات آزمایش و امکانات

این پژوهش تجربی جدید، تو تأسیسات بین‌المللی MAX IV تو سوئد انجام شده. این تأسیسات که شبیه یه دونات فلزی بزرگ می‌مونه، یه شتاب‌دهنده‌ی الکترون به اسم سینکروترونه که اشعه‌ی ایکس تولید می‌کنه. اشعه‌ی ایکس روی ماده‌ی مغناطیسی می‌تابه و الکترون‌های آزادشده از سطحش، با یه میکروسکوپ مخصوص شناسایی می‌شن. این فرآیند، امکان تولید تصویر از مغناطیسِ توی ماده رو با وضوحِ جزئیات ریز تا مقیاس نانو فراهم می‌کنه.

نقش دانشجوها تو این تحقیق

آلفرد دال دین، دانشجوی دکترا، دو سالی هست که داره مواد آلترمغناطیسی رو بررسی می‌کنه. این هم یه پیشرفت دیگه‌ست که اون تو طول پروژه‌اش شاهدش بوده. اون گفت: «اینکه جزو اولین نفرایی باشم که اثرات و ویژگی‌های این دسته‌ی جدید و امیدبخش از مواد مغناطیسی رو تو دوران دکترام می‌بینم، یه امتیاز خیلی ارزشمند و در عین حال چالش‌برانگیز بوده.»