Fysikere opdager en ny slags spinbølger

Nuværende teknologier til informationsoverførsel og behandling udfordres af fundamentale fysiske grænser. Jo stærkere de bliver, jo mere energi de har brug for, og jo mere varme der frigives til miljøet. Også, der er fysiske grænser for kommunikationsenheders lillehed og effektivitet. Den nylige opdagelse af fysikere ved Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) og Lanzhou University i Kina tilbyder en ny vej til fremskridt på disse spørgsmål. I den seneste udgave af det videnskabelige tidsskrift Naturkommunikation , de beskriver en ny type spinbølge, der kan bruges til at overføre og behandle oplysninger med betydeligt højere effektivitet og lavere energiforbrug.

Konventionelle it -applikationer er baseret på elektriske ladestrømme. "Dette resulterer uundgåeligt i energitab, der opvarmer miljøet, "siger MLU -fysiker professor Jamal Berakdar. Forskeren tilføjede, at der er brug for mere energi og også forsvinder for at betjene mere kraftfulde og kompakte enheder. Således kan det er meget udfordrende at opretholde fremskridtstakten baseret på ladestrømbaseret teknologi. Til deres undersøgelse, holdene ledet af professor Berakdar og professor Chenglong Jia fra Lanzhou University undersøgte alternative koncepter for datakommunikation og -behandling.

Deres arbejde kredsede om magnoner. "Dette er bølger, der stimuleres i ferromagneter med blot en brøkdel af den energi, der er nødvendig for at generere de nødvendige ladestrømme, "forklarede Berakdar." Magnoner kan bruges til at transmittere signaler og til logiske operationer i forskellige komponenter, mens de næsten ikke producerer varme. "

I denne seneste undersøgelse, det tysk-kinesiske forskergruppe beskriver en type snoet magnon, for hvilket twist eller viklingsnummeret er beskyttet mod dæmpning. Teknisk er drejningen relateret til magnon orbital vinkelmoment og kan styres i størrelse og orientering ved hjælp af elektriske spændinger. Dette muliggør multiplex twist-baseret signalkodning og transmission over store afstande. Ifølge forskerne, de rapporterede resultater åbner vejen til højdensitetsinformationstransmission via magnoner. Ud over energieffektiviteten, magnonbølgelængderne er kontrollerbare og korte sammenlignet med optiske bølger, hvilket i sig selv er fordelagtigt til miniaturisering. Magnoniske elementer kan også integreres i eksisterende teknologier.