Opdagelse af den hurtigste magnetiske bølgeudbredelse nogensinde

Som lysbølger, magnetiske bølger bevæger sig gennem materialer med en fast maksimal hastighed. Imidlertid, på den mindst mulige længdeskala (nanometer) og den kortest mulige tidsskala (femtosekunder), magnetisme opfører sig anderledes. Fysikere ved Radboud Universitet har opdaget, at magnetiske bølger med meget korte bølgelængder kan forplante sig op til 40 % hurtigere end tidligere antaget. Denne supermagnoniske udbredelse giver muligheder for endnu hurtigere, mindre og mere energieffektive måder at behandle data på i fremtidens computere. Forskningen vil blive offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve den 25. august.

"Konceptet kan sammenlignes med supersoniske fly, som bevæger sig hurtigere end lydbølgernes maksimale hastighed. Vi kalder derfor disse hurtigste magnetiske bølger for supermagnoniske, " forklarer fysiker Johan Mentink. Takket være en ny teoretisk metodologi inspireret af maskinlæring, det lykkedes forskerne at udføre beregninger på todimensionale magneter. Disse beregninger viste, at de mindste magnetiske bølger kan rejse op til 40% hurtigere end den maksimale udbredelseshastighed. "Takket være maskinlæringssimuleringerne af kollega Giammarco Fabiani og de analytiske beregninger af masterstuderende Martijn Bouman, vi forstår nu, hvorfor disse supermagnoniske magnetiske bølger kan eksistere."

Hurtigere, mere energieffektive og mindre

I dagens computere, information overføres fra A til B af elektroner. Imidlertid, hastigheden af ​​denne informationsoverførsel har sine grænser. Ud over, der er et energitab på grund af den modstand, elektroner oplever undervejs. Alternativt lysimpulser kan bruges til informationsoverførsel, som det gøres i fiberinternet, for eksempel. Informationsoverførsel ved hjælp af lys er hurtigere og mere energieffektiv.

"Imidlertid, vores mål ligger ud over det, " siger Johan Mentink. "Vi leder efter en måde at gøre dataoverførsel hurtigere, mere energieffektive og mindre. Lysbølger er hurtige, men lysets bølgelængde er ret lang. For at finde mindre løsninger, vi bliver nødt til at se på kortere bølger:ligesom magnetiske bølger, for eksempel."

At være hurtigere, mindre og mere effektiv er afgørende for fremtidige computere. Overveje, for eksempel, de enorme datacentre i vores land, der allerede i dag bruger en væsentlig del af vores elnets kapacitet:Dette forbrug vil kun stige i fremtiden. Johan Mentink:"Vores forskning har vist, at i teorien, dataoverførsel ved hjælp af supermagnonic bevægelse kan være endnu hurtigere, end man troede var muligt. Imidlertid, vi ved endnu ikke præcis, hvordan magnetisme virker på de mindste længdeskalaer og korteste tidsskalaer. For på sigt at bruge magnetisme til databehandling i praksis, vi skal først forstå den underliggende fundamentale fysik. Denne forskning flytter grænserne for vores viden og bringer os et skridt nærmere."