Sensoryczny taniec światła i magnetyzmu

fot. pixabay

Profesor Amir Capua, kierownik Laboratorium Spintroniki w Instytucie Fizyki Stosowanej i Inżynierii Elektrycznej na Uniwersytecie Hebrajskim w Jerozolimie ogłosił kluczowy przełom w dziedzinie interakcji światło-magnetyzm.

Nieoczekiwane odkrycie zespołu ujawnia mechanizm, w którym optyczna wiązka lasera kontroluje stan magnetyczny w ciałach stałych. Stanowi to obiecujące zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu.

- Ten przełom oznacza zmianę paradygmatu w naszym rozumieniu interakcji między materiałami świetlnymi i magnetycznymi - stwierdził profesor Capua - Toruje drogę technologii szybkiej pamięci sterowanej światłem, w szczególności magnetorezystancyjnej pamięci o dostępie swobodnym (MRAM) oraz rozwojowi innowacyjnych czujników optycznych. To odkrycie sygnalizuje ogromny postęp w naszym zrozumieniu dynamiki magnetyzmu świetlnego.

Badanie podważa konwencjonalne podejście ignorujące magnetyczny aspekt światła, któremu zazwyczaj poświęca się mniej uwagi ze względu na relatywnie wolną reakcję magnesów w porównaniu z szybkim zachowaniem promieniowania świetlnego.

Dzięki swoim badaniom zespół odkrył, że magnetyczny składnik szybko oscylującej fali świetlnej ma zdolność kontrolowania magnesów. Zidentyfikowano elementarną zależność matematyczną opisującą siłę oddziaływania opartą o amplitudę pola magnetycznego światła, jego częstotliwość i absorpcję energii przez materiał magnetyczny.

Odkrycie jest ściśle powiązane ze sferą technologii kwantowych i połączonymi zasadami dwóch społeczności naukowych, które jak dotąd w niewielkim stopniu się ze sobą pokrywały.

- Doszliśmy do tego odkrycia, stosując zasady dobrze ugruntowane w zespołach zajmujących się obliczeniami kwantowymi i optyką kwantową, ale w mniejszym stopniu zajmujących się spintroniką i magnetyzmem - powiedział Capua.

Oddziaływanie pomiędzy materiałem magnetycznym a promieniowaniem jest dobrze znane, gdy oba elementy znajdują się w doskonałej równowadze. Jednak sytuacja, w której zarówno promieniowanie, jak i materiał magnetyczny w niej nie pozostają posiada nikły opis. Stan nierównowagi leży u podstaw optyki kwantowej i technologii obliczeń kwantowych. Udało się więc ugruntować fundamentalną wiedzę o tym, że magnesy mogą reagować w krótkich skalach czasowych z perspektywy światła. Co więcej, interakcja ta okazuje się znacząca.

- Nasze odkrycia mogą wyjaśnić różnorodne wyniki eksperymentów, które odnotowano w ciągu ostatnich 2-3 dekad. To odkrycie ma daleko idące implikacje, szczególnie w dziedzinie rejestracji danych przy użyciu światła i nanomagnesów - dodał profesor Capua - Wskazuje to na potencjalną realizację ultraszybkiej i energooszczędnej, sterowanej optycznie pamięci MRAM oraz na ogromną zmianę w przechowywaniu i przetwarzaniu informacji w różnych sektorach przemysłu.

Wraz z tym odkryciem zespół zaprezentował wyspecjalizowany czujnik zdolny do wykrywania magnetycznej części światła. W przeciwieństwie do tradycyjnych sensorów ta najnowocześniejsza konstrukcja zapewnia wszechstronność i integrację w różnych zastosowaniach, potencjalnie rewolucjonizując projekty czujników i obwodów wykorzystujących światło na różne sposoby.

Badania przeprowadził dr Benjamin Assouline, odgrywając kluczową rolę w całym odkryciu. Dostrzegając potencjalny wpływ swojego odkrycia na technologię, zespół naukowców złożył wniosek o kilka powiązanych patentów.

(rr)