Jak znany od tysięcy lat materiał może doprowadzić do rewolucji obliczeniowej?

Hematyt to na pierwszy rzut oka minerał jakich wiele. Ten powszechnie spotykany tlenek żelaza może być jednak kluczem do osiągnięcia przełomowych osiągnięć w zakresie wykonywania obliczeń komputerowych.
Jak znany od tysięcy lat materiał może doprowadzić do rewolucji obliczeniowej?

Tak przynajmniej sugerują autorzy badań zamieszczonych w Nature Physics. Przedstawiciele Politechniki Federalnej w Lozannie przeprowadzili eksperymenty, dzięki którym wykazali, że hematyt może zachowywać się w sposób niewidziany do tej pory w materiałach magnetycznych. Co to oznacza w praktyce? Chociażby osiągnięcie powtarzalnego zapisu danych i projektowanie ultraszybkich urządzeń spintronicznych w zrównoważony sposób. 

Czytaj też: Rewolucja w technologii kwantowej! Fizycy walczyli z tą zagadką od lat

Fundamenty pod ostatnie sukcesy wylano już przed dwoma laty, kiedy to naukowcom udało się przesłać i przechować dane za pomocą tzw. fal spinowych. Są to fale magnetyczne, które nie przenoszą ładunku elektrycznego i mogą stanowić alternatywę dla konwencjonalnie stosowanych przepływów elektronów. Sygnały wykorzystane w celu wzbudzenia fal spinowych umożliwiły odwrócenie namagnesowanie nanomagnesów, a przełączanie między stanami magnetycznymi toruje drogę do przechowywania informacji.

Kwazicząstki fal spinowych to magnony, a zastosowana taktyka mogłaby doprowadzić do znacznej redukcji zużywanej energii. Niestety, badania z 2023 roku napotkały na bardzo poważne ograniczenie. Ich autorzy zrozumieli bowiem, że sygnały fal spinowych mogły przełączać nanomagnesy tylko raz. Wykorzystując hematyt, który jest łatwo dostępny i przyjazny dla środowiska, sytuacja mogłaby zmienić się o 180 stopni.

Materiał w postaci hematytu jest tlenkiem żelaza. Ostatnie badania wykazały, jak mógłby on zostać wykorzystany na potrzeby przeprowadzenia rewolucji w dziedzinie spintroniki

Autorzy nowych doniesień wskazują na hematyt jako kuszącą alternatywę. Taki materiał może okazać się kluczowym elementem rozwoju ultraszybkich urządzeń spintronicznych, które później byłyby wykorzystywane na potrzeby technologii informacyjnej i komunikacyjnej. Sprawa jest szczególnie interesująca ze względu na fakt, iż dokonane odkrycie było nieco przypadkowe i dopiero w takich okolicznościach fizycy zrozumieli, z jak ogromnym potencjałem mają do czynienia.

Czytaj też: Fizycy odkryli nowy wymiar światła. Jego powiązanie z czasem jest zadziwiające

Przełomowy jest w tym przypadku fakt występowania dwóch modów magnonowych. Dlaczego? Bo prądy spinowe generowane przez magnony najprawdopodobniej otwierają drzwi do wielokrotnego kodowania i przechowywania informacji. A przecież ludzkość zna i wykorzystuje hematyt od dawna. Przez cały ten czas nie zdawaliśmy sobie jednak sprawy z tego, jak wielki potencjał może w nim drzemać, jeśli zostanie zastosowany na potrzeby dziedziny takiej jak spintronika.