磁性材料中的章動現象的首次觀察
世界上許多“記憶”以及我們所有的數字活動都基于媒體,硬盤,在這些信息的作用下,由于磁的作用,使電子的旋轉方向朝一個方向或另一個方向進行編碼。
由意大利物理學家斯特凡諾·博內蒂(Stefano Bonetti),威尼斯卡弗斯卡里大學和斯德哥爾摩大學教授組成的國際科學家團隊首次設法觀察到了磁性材料中這些自旋的“扭曲”現象,即它們的振動進動時的軸。測得的章動周期約為1皮秒:十億分之一秒的千分之一。該發現由《自然物理學》發表。
旋轉的軸與旋轉的任何物體一樣,都從旋轉的陀螺到行星執行章動和進動。在這項研究中,物理學家通過實驗觀察到,磁自旋軸的章動速度比進動快1000倍,這與地球的比率非常相似。
關于自旋的迄今未知的物理特性的這一新發現是使數字技術變得更快,更緊湊,更節能的基礎研究。為了以千分之一秒的時間尺度處理這些現象,我們首先需要知道它們的動力學,包括慣性動力學。
“這是磁自旋慣性運動的第一個直接的和實驗性的證據,”協調ERC超快磁場項目的Stefano Bonetti解釋說,“例如,影響著幾乎存儲了人類全部數字信息的數據中心以北極向上或向下的位為單位,從而對計算機的0和1進行編碼。當這些自旋反轉以寫入信息時,旋進和章動也將起作用。知道章動周期隨轉速的增加而變得至關重要。這些運動為新技術改善我們數字活動的效率鋪平了道路,而數字活動在所有人類活動中都記錄了最高的能耗增長。”
本實驗
該實驗需要與德國的幾個歐洲科學實驗室(Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf,開姆尼茨技術大學,杜伊斯堡-埃森大學,德國航空航天中心(DLR),柏林工業大學),法國(ÉcolePolytechnique)和意大利(Federico II)合作那不勒斯大學和那不勒斯的“ Parthenope”大學,其關鍵測量在德國德累斯頓-羅森多夫的亥姆霍茲研究中心進行。在這個中心,TELBE實驗室能夠產生實驗所需的強烈太赫茲輻射(即微波和紅外之間的頻率范圍)。由Stefano Bonetti領導的小組是最早使用此實驗室并幫助開發實際機器的小組之一。
Ca'Foscari的物理學家說:“第一個實驗是具有挑戰性的,但是幾年后,該機器已經以很高的性能運行。這些測量是在一年中進行的,在三種不同的情況下進行了一次檢查。這種前所未有的效果的可重復性。”
斯蒂芬諾·博內蒂(Stefano Bonetti)的活動是威尼斯大學投資于分子科學和納米系統系的科學研究和教學的更廣泛內容的一部分。從本學年開始,該系將啟動工程物理學位課程,由本奈特物理工程師博內蒂(Bonetti)協調。“科學一直在發展,誰知道十年后我們將探索什么,但是新的學位課程正是為準備迎接未來挑戰的新一代科學家做好準備。”