Вихревые лазеры могут контролировать неуправляемого родственника магнетизма

Короткие импульсы света, которые приводят во вращение атомы материала, могут быть использованы для переключения свойства, называемого ферроаксиальностью, что может позволить нам создавать очень стабильные и эффективные устройства памяти.

Исследователи взяли под контроль ранее неуловимое поведение материала, похожее на магнетизм, которое может быть использовано для создания более совершенных жестких дисков в будущем.

Если поместить стержневой магнит в магнитное поле, он будет вращаться под его воздействием, но материал, обладающий свойством ферроаксиальности, остаётся неподвижным во всех известных физикам полях. Чжиян Цзэн из Института структуры и динамики вещества Общества Макса Планка в Германии и его коллеги нашли способ управлять ферроаксиальностью с помощью лазера.

Реклама

Обычные магнитные материалы можно представить себе как множество крошечных стержневых магнитов. Цзэн утверждает, что ферроаксиальные материалы точнее представить как совокупность диполей – двух разноимённых электрических зарядов, разделённых небольшим расстоянием, – которые вращаются в крошечных водоворотах. Он и его коллеги поняли, что могут управлять этими водоворотами с помощью импульсов лазерного света, но только если этот свет также содержит некоторую завихрённость.

Они настроили свои лазеры на получение циркулярно поляризованного света, который, попадая на ферроаксиальный материал (в данном случае — на соединение рубидия, железа, молибдена и кислорода), придавал атомам материала некоторое вращение. Это меняло направление движения диполей.

Член команды Михаэль Фёрст из Института структуры и динамики материи Общества Макса Планка говорит, что команда давно знала, что свет может быть мощным инструментом для управления материалами, например, превращая проводники в изоляторы и наоборот, но настройка его свойств таким образом, чтобы контролировать материал, представляла собой сложную техническую задачу.

«Это прекрасный результат в качестве доказательства принципа», — говорит Тео Расинг из Университета Радбауд в Нидерландах. Он утверждает, что этот материал добавляется к растущему списку возможностей создания более эффективных и стабильных устройств памяти — жёстких дисков, где информация хранится в виде структур электромагнитного заряда.

Однако в настоящее время для проведения эксперимента требуется охлаждение материала до температуры около -70 ° C (-94 ° F), а лазер команды был довольно большим, поэтому необходимо провести дополнительную работу, прежде чем создание практических устройств станет реальной возможностью, говорит Фёрст.

Наука DOI: 10.1126/science.adz5230

Источник: www.newscientist.com