Čeští vědci objevili nový typ magnetismu. Je to průlom, který může ovlivnit elektroniku budoucnosti
Nedrží na ledničce jako klasické magnety, ale přesto bychom na ně mohli ukládat data. Čeští experti z Fyzikálního ústavu Akademie věd objevili třetí skupinu magnetických látek. Převratný objev může zásadním způsobem ovlivnit elektroniku budoucnosti. Objevili magnetismus u látek, které byly považované za nevhodné pro ukládání dat. Zhruba 200 krystalů má ale dokonce lepší vlastnosti než ty, které se používají dnes.
Ze školy víme, že co je magnetické, drží na lednici, zatímco nemagnetické věci spadnou. Jenže teď se zásluhou českých vědců ukázalo, že existuje i něco mezi tím.
„Altermagnety nedrží na ledničce, nicméně když altermagnetem pustíte elektrický proud, tak on nese magnetickou informaci v podstatě stejně jako feromagnet,“ charakterizuje Tomáš Jungwirth z Fyzikálního ústavu Akademie věd novou skupinu látek, kterou naši vědci pojmenovali altermagnety.
Magnetismus ovlivňují elektrony a ty bychom si mohli představit třeba jako labutě. Když jsou všechny bílé a plují stejným směrem, je látka magnetická (feromagnet), pokud se bílé labutě střídají s černými, pak se v podstatě vyruší a neděje se nic (antiferomagnet). Ovšem pokud je bílá labuť natočená k černé kolmo, pak vzniká magnetické pole, ale jen uvnitř. Proto materiál na lednici nedrží. Ale právě to je obrovská výhoda z hlediska možného využití v elektronice.
Geologové na Vysočině zkoumají horniny z nebe. Nová technologie přijímá signál z magnetického pole Země
Číst článek
„Ono se ukazuje, že ty magnety bez vnějšího magnetického pole, lze přepnout tisíckrát rychleji, to znamená, že by člověk mohl mít paměť, která by byla tisíckrát rychlejší než to, co máme v těch pevných discích v současnosti,“ přibližuje hlavní autor studie Libor Šmejkal z fyzikálního ústavu, který zároveň pracuje na Univerzitě v Mohuči, že několikanásobně větší by mohla být i kapacita pro ukládání dat.
Čeští vědci začali zkoumat antiferomagnety, tedy nemagnetické látky, zhruba před deseti lety. Nejprve zjistili, že jedna z látek vykazuje vnitřní magnetismus a pak dospěli k závěru, že důvodem je právě vnitřní symetrie elektronů.
„Zjistili jsme, že tam je prostě jednoznačná dělící čára, která odděluje krystaly, které nemohou mít toto chování, od krystalů, které všechny mají toto chování,“ vysvětluje Jungwirth.
Když pak srovnali tisíc známých krystalů, výsledek je ohromil. „Našli jsme zatím kolem 200 materiálů, které zapadají právě do té třetí kategorie,“ což je podle Libora Šmejkala v podstatě dvakrát více než těch ryze magnetických látek.
Čeští vědci se podívali do molekuly, jsou v tom první na světě. Prokázali existenci předpokládané ‚pí díry‘
Číst článek
„Zájem o ten rodící se obor začalo mít spoustu vědeckých skupin po celém světě, takže těch materiálů přibývá víc a víc. Prakticky každý den se objeví nějaký článek na toto téma, protože vědci jsou nadšeni, že by tyhle materiály mohly odstranit neřesti antiferomagnetů a feromagnetů a zároveň přinést úplně nové možnosti z hlediska základního výzkumu i potenciálních aplikací.“
Teoretické výpočty teď ve spolupráci se švýcarskými vědci naši odborníci ověřili i experimentálně. Aktuální publikace v prestižním časopise Nature stvrdila, že z hlediska magnetismu se materiály musí nově dělit do tří skupin: Magnetické, nemagnetické a altermagnetické.
„A nic dalšího, čtvrtého, už neexistuje v té skupině, protože jsme vyčerpali všechny možnosti symetrie, jaké krystaly v přírodě můžou mít. Takže to už je jakoby zobecněné,“ říká Jungwirth.
Kolik vydrží obal pro radioaktivní odpad? Liberečtí vědci zkoumají, co s ním udělají bakterie a tisíce let
Číst článek
Je paradoxní, že nejde o materiály nové. Naopak jsou známé desítky let, naši vědci ale našli jejich novou vlastnost. Protože jak říká Tomáš Jungwirth, nedívali se na ně očima dnešních fyziků.
„My už opravdu o té fyzice pevných látek víme příliš mnoho, a při tom příliš jemném studování té látky přehlédneme nějaký hrubý rys, celkový obrázek. K tomu je potřeba nějaký hrubý nástroj. Takže jsme se vrátili o téměř sto let zpátky, použili jsme nějaké ‚kladivo‘ mnohem hrubší než nějaký jemný hodinářský nástroj a pomocí toho se ukázalo, že ta jedna kapitola tam asi chyběla.“
Český objev altermagnetických látek vzbudil velký ohlas mezi vědci celého světa, kteří už teď zkoumají široké možnosti jejich využití.
