خلاصه خبر:
محققان دانشگاه اورشلیم کشف کرده‌اند که یک پرتو لیزر نوری می‌تواند حالت مغناطیسی را در جامدات کنترل کند که منجر به کاربردهای بالقوه در صنایع مختلف می‌شود. این پیشرفت با کشف جنبه مغناطیسی نور، تفکر متعارف را به چالش می کشد. محققان یک رابطه ریاضی را شناسایی کردند که قدرت برهمکنش بین جزء مغناطیسی نور و آهنربا را توصیف می کند. این کشف پیامدهایی برای فناوری حافظه با سرعت بالا و توسعه حسگر نوری دارد. همچنین امکان استفاده از MRAM (حافظه با دسترسی تصادفی مغناطیسی) با کنترل نوری بسیار سریع و کم مصرف را پیشنهاد می‌کند که ذخیره‌سازی اطلاعات را متحول می‌کند. این تیم یک حسگر تخصصی برای تشخیص بخش مغناطیسی نور ایجاد کرده است که تطبیق پذیری را در بین برنامه ها افزایش می دهد.
توضیحات تکمیلی:
محققان دانشگاه اورشلیم به رهبری پروفسور امیر کاپوا به کشفی پیشگامانه در زمینه برهمکنش های نور و مغناطیس دست یافته اند. یافته‌های غیرمنتظره آنها مکانیسمی را نشان می‌دهد که در آن یک پرتو لیزر نوری می‌تواند حالت مغناطیسی را در جامدات کنترل کند و فرصت‌هایی را برای کاربردهای عملی در صنایع مختلف باز کند.
این کشف نشان دهنده یک تغییر پارادایم مهم در درک ما از تعامل بین نور و مواد مغناطیسی است. این پتانسیل با فعال کردن حافظه با کنترل نور و سرعت بالا، فناوری‌های حافظه مانند حافظه با دسترسی تصادفی مغناطیسی (MRAM) را متحول کند. علاوه بر این، چشم اندازهای امیدوارکننده ای برای توسعه حسگرهای نوری نوآورانه ارائه می دهد.
این تحقیق با روشن کردن جنبه مغناطیسی نور، تفکر متعارف را به چالش می کشد، جنبه ای که به دلیل پاسخ کندتر آهنرباها در مقایسه با رفتار سریع تابش نور کمتر مورد توجه قرار گرفته است. این تیم کشف کردند که جزء مغناطیسی یک موج نوری با نوسان سریع می تواند آهنرباها را کنترل کند و اصول این رابطه فیزیکی را دوباره تعریف کند. آنها همچنین یک رابطه ریاضی ابتدایی را شناسایی کردند که قدرت برهمکنش را توصیف می کند و دامنه میدان مغناطیسی نور، فرکانس آن و جذب انرژی ماده مغناطیسی را به هم مرتبط می کند.
این پیشرفت ارتباط نزدیکی با حوزه فناوری‌های کوانتومی دارد و اصول دو جامعه علمی را که در گذشته همپوشانی محدودی داشتند، ترکیب می‌کند. با استفاده از اصول محاسبات کوانتومی و اپتیک کوانتومی، محققان به درک عمیق تری از رژیم عدم تعادل در مواد مغناطیسی دست یافتند و نشان دادند که آهنرباها می توانند به مقیاس های زمانی کوتاه نور به شیوه ای بسیار کارآمد پاسخ دهند.
پیامدهای این کشف بسیار گسترده است، به ویژه در زمینه ثبت داده ها با استفاده از نور و آهنرباهای نانو. این به تحقق بالقوه MRAM بسیار سریع و کم مصرف نوری اشاره دارد که می تواند ذخیره سازی و پردازش اطلاعات را در بخش های مختلف متحول کند. علاوه بر این، تیم تحقیقاتی یک حسگر تخصصی را توسعه دادند که قادر به تشخیص بخش مغناطیسی نور، ارائه تطبیق پذیری و یکپارچگی در برنامه های مختلف و متحول کننده طراحی حسگرها و مدارهایی است که از نور به طرق مختلف استفاده می کنند.
منبع
Benjamin Assouline et al, Helicity-dependent optical control of the magnetization state emerging from the Landau-Lifshitz-Gilbert equation, Physical Review Research (2024). DOI: 10.1103/PhysRevResearch.6.013012
