مواد مغناطیسی رکورد سوئیچینگ فوق سریع را می شکند

محققاندرCRANN(مرکزتحقیقاتدرموردنانوساختارهاونانودستگاههایتطبیقی)ودانشکدهفیزیکدرکالجترینیتیدوبلین،امروزاعلامکردندکهیکمادهمغناطیسیتوسعهیافتهدراینمرکز،سریعترینسوئیچینگمغناطیسیثبتشدهرانشانمیدهد。

اینتیمازسیستمهایلیزرفمتوثانیهدرآزمایشگاهتحقیقاتیفوتونیکدرCRANNبرایتغییروسپستغییرجهتمغناطیسیموادخوددرتریلیونمثانیهاستفادهکردند،ششبرابرسریعترازرکوردقبلیوصدبرابرسریعترازسرعتساعتیککامپیوترشخصی

اینکشفپتانسیلموادرابراینسلجدیدیازکامپیوترهایفوقسریعکارآمدانرژیوسیستمهایذخیرهسازیدادهنشانمیدهد。

محققانبهسرعتسوئیچینگبیسابقهخوددرآلیاژیبهنام著دستیافتندکهبرایاولینبارتوسطاینگروهدرسالا2014زمنگنز،روتنیموگالیومسنتزشد。دراینآزمایش،تیمفیلمهاینازک著رابافورانهاینورلیزرقرمزتابشکردکهمگاواتتوانرادرکمترازیکمیلیاردمثانیهتحویلداد。

انتقال حرارت جهت مغناطیسی MRG را تغییر می دهد。برایدستیابیبهایناولینتغییریکدهمپیکوثانیهبهطورغیرقابلتصورسریعطولمیکشد(1 ps =یکتریلیونمثانیه)。امامهمترازآن،اینتیمدریافتندکهمیتوانند10تریلیونمثانیهبعدجهتگیریرادوبارهبهعقببرگردانند。اینسریعترینتغییرجهتیکآهنربااستکهتاکنونمشاهدهشدهاست。

نتایجآنهااینهفتهدرمجلهفیزیکبرجسته物理评论快报منتشرشدهاست。

باتوجهبهاهمیتموادمغناطیسیدراینصنعت،اینکشفمیتواندراههایجدیدیرابرایمحاسباتوفناوریاطلاعاتنوآورانهبازکند。موادمغناطیسیکه در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی ما و همچنین در مراکز داده در مقیاس بزرگ در قلب اینترنت پنهان شده اند، داده ها را می خوانند و ذخیره می کنند.انفجار اطلاعات فعلی داده های بیشتری تولید می کند و انرژی بیشتری نسبت به گذشته مصرف می کند.یافتن راههای کارآمد انرژی جدید برای دستکاری دادهها و مواد برای تطبیق، یک دغدغه تحقیقاتی در سطح جهانی است.

کلیدموفقیتتیمهایترینیتیتواناییآنهابرایدستیابیبهسوئیچینگفوقسریعبدونهیچمیدانمغناطیسیبود。سوئیچینگسنتیآهنرباازآهنربایدیگریاستفادهمیکندکههمازنظرانرژیوهمازنظرزمانهزینهدارد。با著،سوئیچینگبایکپالسحرارتیبهدستآمدوازتعاملمنحصربهفردمادهبانوراستفادهکرد。

ژانبسباسوکارستنرود،محققینترینیتی،یکیازراههایاینتحقیقراموردبحثقرارمیدهند:

موادمغناطیسیذاتادارایحافظههستندکهمیتوانازآنبرایمنطقاستفادهکرد。تاکنون،جابجاییازیکحالتمغناطیسی«0منطقی»بهدیگری«منطقی1»،بسیارتشنهانرژیوبسیارکندبودهاست。تحقیقاتمابانشاندادناینکهمیتوانیم著راازیکحالتبهحالتدیگردر0.1پیکوثانیهتغییردهیمومهمتراینکهسوئیچدوممیتواندتنه10پایکوثانیهبعد،مطابقبافرکانسعملیاتی~ 100گیگاهرتز،سریعترازهرچیزیکهقبلاًمشاهدهشده،دنبالشود،بهسرعتمیپردازد。

“اینکشفتواناییویژه著مارادرترکیبموثرنوروچرخشبرجستهمیکندتابتوانیممغناطیسرابانورونوررابامغناطیسدربازههایزمانیغیرقابلدستیابیکنترلکنیم。”

پروفسورمایکلکوی،دانشکدهفیزیکوCRANNترینیتی،درموردکارتیمش،گفت:«درسال2014،زمانیکهمنوتیممبرایاولینباراعلامکردیمکهیکآلیاژکاملاًجدیدازمنگنز،روتنیموگالیومبهنام著ساختهایم،هرگزمشکوکبودکهاینمادهدارایاینپتانسیلنوریمغناطیسیقابلتوجهاست。

ایننمایشبهمفاهیمجدیددستگاهیمبتنیبرنورومغناطیسمنجرمیشودکهمیتواندازافزایشسرعتوبهرهوریانرژیبسیارسودببرد،شایددرنهایتیکدستگاهجهانیواحدباعملکردترکیبیحافظهومنطقراتحققبخشد。اینیکچالشبزرگاست،اماماموادیرانشاندادهایمکهممکناستآنراممکنکند。ماامیدواریمکهبتوانیمبودجهوهمکاریصنعترابرایپیگیریکارخودتضمینکنیم。