Российские ученые совместно с физиками из Европы придумали, как создать особый «невозможный» материал, который позволит человеку перемещать и обрабатывать информацию при помощи магнонов, своеобразных «волн» намагниченности.
Два последних десятилетия стали для физиков со всего мира испытанием, одной из главных целей которого стало изучение и освоение квантовых свойств электронов и атомов. Многие пытались приспособить их для создания электронных приборов. Главным препятствием для создания подобных вычислительных устройств пока является то, что спин (момент импульса частиц, — прим. ред) электронов и прочих заряженных частиц крайне сложно контролировать и удерживать в стабильном состоянии на продолжении длительного времени — особенно при температурах, далеких от абсолютного нуля.
«Наша лаборатория занимается криогенными системами. И мы себе поставили цель: посмотреть, что можно сделать с магнонными системами при криогенных температурах, заставив их взаимодействовать со сверхпроводниками», — Игорь Головчанский, научный сотрудник Московского Физтеха.
Существующие проблемы, по мнению наших ученых, можно решить, если найти способ преобразования магнитного сигнала в электрический и наоборот. Сегодня с подобной задачей могут справляться лишь пленки из экзотического соединения железа, кислорода и иттрия, редкоземельного металла, обладающие необычными магнитными свойствами при сверхнизких температурах.
Группа ученых под руководством отечественного физика Алексея Устинова предположили, что при определенных обстоятельствах из ферромагнитных материалов и сверхпроводников можно собрать искусственный материал, обладающий свойствами так называемых магнонных кристаллов — своеобразных элементарных ячеек «магнитных компьютеров» будущего. Для проверки теории они проверили, что произойдет при соединении фрагмента сверхпроводника с тонкой пленкой из сплава никеля и железа, обладающей ферромагнитными свойствами, а затем охладить эту конструкцию до сверхнизких температур. После этого конструкцию облучили пучками микроволн.
Так, спустя ряд опытов, выяснилось, что подобные материалы действительно обладают свойствами магнонных кристаллов. Кроме того, испытания помогли ученым раскрыть несколько неизвестных ранее свойств, которые можно будет использовать для создания новых вычислительных и электронных приборах. Сегодня, к сожалению, подобные машины не смогут заменить обычные компьютеры, так как для их работы требуется сверхмощная система охлаждения.
В будущем разработки команды Алексея Устинова могут стать частью квантовых вычислительных систем и, что более вероятно, позволят создать невероятно технологичные версии магнонных кристаллов.