Физики обнаружили новые частицы: меняют понимание магнетизма и могут изменить электронику

Физики открыли новый тип квазичастиц, которые существуют во всех магнитных материалах независимо от силы магнитного поля и температуры. Это открытие меняет представления о магнетизме, показывая, что он динамичнее, чем считалось ранее. Результаты исследования опубликованы в Physical Review Research.

Квазичастицы, представляющие собой коллективные возбуждения, описывают поведение систем, таких как магнитные материалы или электрические цепи. Например, в литиевых атомах электроны могут “перескакивать” с одной орбитали на другую, а возникающие промежутки моделируются как частицы с положительным зарядом. Квазичастицы играют ключевую роль в объяснении работы таких систем и участвуют в процессах передачи электричества и тепла.

Исследователи обнаружили, что новые квазичастицы существуют в любых магнитных материалах, независимо от их свойств. Более того, эти частицы могут свободно и быстро перемещаться, что делает их особенно интересными для изучения. Ученые сравнили их с пузырьками в газированной воде: они динамичны, непрерывно образуются и взаимодействуют с окружающей средой.

Новые квазичастицы могут открыть путь к созданию следующего поколения электронных устройств, которые будут более быстрыми и энергоэффективными. Исследователи предполагают, что это открытие особенно полезно для развития спинтроники, области, где для обработки и хранения информации используется спин электрона, а не его заряд.

Спинтроника представляет собой перспективное направление, так как спин электрона связан с его квантовой природой и отвечает за магнитные свойства. Использование спина вместо заряда позволяет снизить энергетические потери и улучшить производительность устройств. Этот подход уже активно применяется в современных технологиях, таких как жёсткие диски, магнитные датчики и перспективные квантовые вычислительные системы.

Ученые пока не до конца понимают, как именно это открытие может быть применено, но считают, что оно имеет потенциал для значительного улучшения спинтронных устройств и других технологий, использующих магнитные материалы.

Источник: IFLScience