Peneliti temukan kondisi osilasi baru dalam vorteks magnetik berukuran kecil

Para ilmuwan di Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf telah menemukan kondisi Floquet yang sebelumnya tidak terlihat di dalam vorteks magnetik berukuran sangat kecil dengan menggunakan energi minimal dari gelombang magnetik. Temuan yang menantang asumsi sebelumnya ini dapat menghubungkan bidang elektronik, spintronika, dan teknologi kuantum. Hasil penelitian ini dimuat dalam jurnal Science.

Para peneliti di Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) mengidentifikasi pola osilasi yang tidak biasa, yang dikenal sebagai kondisi Floquet, di dalam vorteks magnetik pada cakram ultratipis yang terbuat dari material seperti nikel-besi. Cakram ini hanya berukuran mikrometer atau nanometer, di mana momen magnetik sejajar dalam pola melingkar mirip jarum kompas miniatur yang membentuk pusaran air. Ketika distimulasi, struktur ini menghasilkan magnon—eksitasi kolektif seperti gelombang yang menyebarkan informasi tanpa perpindahan muatan, menjadikannya menjanjikan untuk komputasi masa depan. Dr. Helmut Schultheiß, pemimpin proyek di Institut Fisika Berkas Ion dan Penelitian Material HZDR, mencatat: 'Magnon ini dapat mentransmisikan informasi melalui magnet tanpa memerlukan perpindahan muatan.' Tim tersebut memperkecil cakram hingga beberapa ratus nanometer untuk mempelajari efek pada komputasi neuromorfik, namun mereka justru mengamati sisir frekuensi—serangkaian garis yang berdekatan—bukan sinyal resonansi tunggal. Schultheiß mengenang: 'Awalnya kami mengira itu adalah artefak pengukuran atau semacam interferensi. Namun saat kami mengulangi eksperimen tersebut, efeknya muncul kembali.' Fenomena ini muncul dari magnon yang memberi energi pada inti vorteks, menyebabkannya menelusuri jalur melingkar kecil yang secara ritmis mengubah kondisi magnetik, menghasilkan sisir frekuensi hanya dengan daya mikrowatt—jauh lebih kecil daripada ponsel pintar dalam mode siaga. Berbeda dengan metode yang memerlukan pulsa laser intens, teknik ini menggunakan gelombang magnetik yang lembut. Schultheiß menggambarkannya sebagai 'adaptor universal', mirip dengan port USB, yang berpotensi menyinkronkan sinyal terahertz dengan perangkat elektronik atau kuantum. Penemuan yang dirinci dalam makalah oleh Christopher Heins dan rekan-rekannya di Science (DOI: 10.1126/science.adq9891) ini dianalisis menggunakan program Labmule milik HZDR. Tim tersebut bertujuan untuk mengeksplorasi aplikasi pada struktur magnetik lainnya guna menghubungkan elektronik, spintronika, dan teknologi informasi kuantum.

Artikel Terkait

MIT terahertz microscope revealing quantum vibrations in a superconductor crystal, with scientists observing in a lab.
Gambar dihasilkan oleh AI

MIT builds terahertz microscope to observe quantum motions in superconductors

Dilaporkan oleh AI Gambar dihasilkan oleh AI

Physicists at MIT have developed a new microscope using terahertz light to directly observe hidden quantum vibrations inside a superconducting material for the first time. The device compresses terahertz light to overcome its wavelength limitations, revealing frictionless electron flows in BSCCO. This breakthrough could advance understanding of superconductivity and terahertz-based communications.

Researchers at the University of Texas at Austin have observed a sequence of exotic magnetic phases in an ultrathin material, validating a theoretical model from the 1970s. The experiment involved cooling nickel phosphorus trisulfide to low temperatures, revealing swirling magnetic vortices and a subsequent ordered state. This discovery could inform future nanoscale magnetic technologies.

Dilaporkan oleh AI

Scientists at California Polytechnic State University have discovered new forms of quantum matter by varying magnetic fields over time. The breakthrough, detailed in Physical Review B, shows that time-dependent control can produce stable quantum states without static equivalents. This could advance quantum computing by making systems more resistant to errors.

Researchers from the University of the Witwatersrand in South Africa and Huzhou University have discovered hidden topological structures in entangled photons, reaching up to 48 dimensions. These patterns emerge from the orbital angular momentum of light produced via spontaneous parametric downconversion. The findings, published in Nature Communications, suggest new ways to encode quantum information.

Dilaporkan oleh AI

Researchers at Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf have filmed copper atoms losing and regaining electrons in femtoseconds using dual lasers. The experiment creates superheated plasma mimicking extreme cosmic conditions. Findings could advance laser fusion research.

Situs web ini menggunakan cookie

Kami menggunakan cookie untuk analisis guna meningkatkan situs kami. Baca kebijakan privasi kami untuk informasi lebih lanjut.
Tolak