Ofurstuttur leysirpúlsvinnsla á föstu segulstærðum endurskilgreinir skilning á sjónsegulvirkni

Nýlega hefur nýleg rannsókn sýnt fram á hingað til ófundið samband ljóss og segulmagns, uppgötvun sem mun veita árangursríka leið fyrir framtíðarfæðingu ofurhraðrar ljósstýrðrar geymslutækni og skapandi sjónsegulskynjaratækni, sem hugsanlega gjörbyltir leiðinni í hvaða tæki eru framleidd og hvernig gögn eru geymd í mörgum geirum.

Rannsóknin kemur frá rannsóknarteymi Amir Kapua, prófessors og forstöðumanns Spintronics Laboratory við Institute of Applied Physics and Electrical Engineering við Hebreska háskólann í Jerúsalem. Rannsóknin afhjúpar ferlið þar sem leysigeisli vinnur segulmagnaðir efnisástandi og gefur til kynna hugmyndabreytingu í skilningi mannsins á samspili ljóss og segulmagnaðir efna.
(Paradigm Shift: er djúpstæð breyting sem felur í sér grundvallarbreytingu í hugsunarmynstri, gildum og leiðum til að þekkja. Eins og breyting á fræðilegum ramma eða fræðilegum kerfum í vísindum, felur hugmyndabreyting í sér endurskoðun á því hvernig hlutir eru skildir og a endurnýjun á því hvernig þeim er lýst. Það krefst þess að við endurmetum í grundvallaratriðum núverandi hugtök, kenningar og starfshætti, sem aftur efla sviðið í heild sinni.)
Heimur þar sem ljós og segulmagn dansa saman
Eins og við vitum öll virðast ljós og segulmagn vera tvö mjög ólík eðlisfræðileg fyrirbæri, en þau eru í raun nátengd. Ljós, ósýnilegi orkugjafinn, getur samstundis ferðast þúsundir kílómetra; og segulmagn, hið dularfulla kraftsvið, getur stýrt hlutum til að hreyfast í stefnu. Samspil þeirra er eins og þegjandi samvinna dansara, þögul en full af krafti.
Ljós, með bylgju-agna tvíþættingu, getur hreyft sig á ljóshraða og sent orku. Segulmagn er aftur á móti kraftsviðið sem myndast þegar rafeindir snúast um kjarna atóms. En þegar ljós mætir segulmagni gerist eitthvað dásamlegt. Ljós getur komið af stað segulviðbrögðum og segulmagn getur haft áhrif á útbreiðslu ljóss. Það er eins og það sé ósýnileg tengsl á milli þeirra sem hafa áhrif á og hafa samskipti sín á milli.
Þetta samspil er enn merkilegra í hinum smásæja heimi. Þegar ljóseind ​​rekst á segul er undarlegur ómun á milli þeirra tveggja. Þessi ómun er ekki einföld orkuskipti, heldur dýpra stig gagnkvæmrar skarpskyggni og samþættingar. Saman byggja þeir upp flókið og skipulagt rafsegulsvið sem gerir kleift að tengja allt í alheiminum.
Þessi tenging, sem er ekki aðeins til í örheiminum, nær einnig til stórheimsins. Í lífi okkar er ljós og segulmagn notað alls staðar. Allt frá áttavita til farsíma, frá sjónvörpum til tölvur, samspil ljóss og segulmagns er ómissandi að baki. Þeir gera kleift að senda upplýsingar og heimurinn virka.
Hæfni ljósbylgna sem sveiflast hratt til að stjórna seglum
Endurskilgreina grundvallar líkamleg samskipti
Þessi nýja rannsókn endurskilgreinir óvænt skilning á samskiptum ljóss og seguls og táknar stórt stökk fram á við í skilningi manna á ljóssegulvirkni.
Uppgötvun teymisins leiðir í ljós nýja kenningu: hæfni segulþáttar ljósbylgna sem sveiflast hratt til að vinna með seglum endurskilgreinir grundvallar líkamleg víxlverkun sem hefur lengi verið gleymt vegna þess að seglar bregðast hægar við en ljósgeislun. Áður fyrr, þegar segulmagnaðir efni og sjóngeislun voru í fullkomnu jafnvægi, var tilvist samspils á milli þeirra tveggja staðfest. En fram að þessu hefur sambandinu milli ljósgeislunar og segulmagnaðir efna sem ekki eru í jafnvægi aðeins verið lýst mjög stuttlega.
Það er litið svo á að rannsóknarhópurinn haldi því fram að það sé einfalt stærðfræðilegt samband á milli amplitude, tíðni og orkuupptöku segulmagnaðir efna sem lýsir styrk víxlverkunar. Þessi skilningur er náð með því að nota meginreglur sem eru vel þekktar í skammtatölvu- og skammtaljósfræðisamfélögum en ekki í spuna- og segulfræðisamfélögum
Grunnreglan um skammtatölvun og skammtaljósfræði er ný leið til að nota eiginleika og lögmál skammtafræðinnar til upplýsingavinnslu og flutnings. Þessi nýja leið getur hjálpað okkur að ná fram skilvirkari og öflugri upplýsingavinnslu og reiknigetu, auk þess að hjálpa okkur að skilja og nýta hegðun ljóssins betur.
Í skammtareikningi notum við skammtabita sem grunneiningu útreikninga, sem hefur sérstakan eiginleika til að vera í tveimur ríkjum, 0 og 1, á sama tíma, sem kallast yfirsetningarástand. Með því að nýta þessa yfirbyggingu ríkiseign getum við framkvæmt skilvirkari og öflugri upplýsingavinnslu og útreikninga.
Og í skammtaljósfræði könnum við hegðun og eiginleika ljóss á skammtastigi. Lýsa má fyrirbærum eins og agnaeðli ljóss, truflunum og dreifingu ljóss á tungumáli skammtafræðinnar. Með þessum rannsóknum getum við skilið betur hegðun ljóss og notað þennan skilning til að þróa nýja tækni og forrit.
Rannsóknarhópurinn nýtti því hugtök úr skammtaeðlisfræðinni til að rannsaka ójafnvægisástand í segulmagnuðum efnum og sýndi um leið fram á þá grundvallarhugmynd að seglar geti brugðist við ljósi á stuttum tímakvarða. Fyrir nægilega sterka öfgastutta leysispúlsa getur segulmagnið brugðist innan sjónræns tímabils, svo það er aðeins nauðsynlegt að huga að LLG jöfnunni (LLG jöfnan er grundvallarjöfnu sem lýsir kraftmikilli hegðun segla og er mikið notuð í segulmagni, rafsegulfræði, og öðrum sviðum.) í sjónsegulsviðinu er hægt að ná sjónstýringu á segulmagni.
Þessi niðurstaða hefur mikla byltingarkennda þýðingu og ryður brautina fyrir þróun sjónstýrðrar háhraðageymslutækni, sérstaklega magnetoresistive random access memory (MRAM), og nýstárlegra optískra skynjara.