وعلى النقيض من الأنواع الشائعة الأخرى من الموجات (مثل الموجات الكهرومغناطيسية أو الصوتية)، فإن تفاعل الموجات الدورانية في المواد المغناطيسية يكون في جوهره غير خطي بسبب تأثيرات الاقتران ثنائي القطب. الدوران هو الزخم الزاوي الجوهري للإلكترونات الذي ينتج عزمًا مغناطيسيًا. اقتران هذه اللحظات المغناطيسية يخلق مغنطيسية والتي يمكن استخدامها في نهاية المطاف في معالجة المعلومات.
يمكن لنبضة المجال المغناطيسي أن تثير هذه اللحظات المغناطيسية المرتبطة محليًا، مما قد يتسبب في انتشار ديناميكية عبر المادة مثل الموجات. تُعرف هذه باسم موجات المجنون أو الموجات الدورانية.
فريق من الفيزيائيين من جامعة مارتن لوثر هالي - ويتنبيرغ (MLU) أنتجت نوعًا جديدًا من موجة الدوران باستخدام المجالات المغناطيسية الصلبة المتناوبة. وعلاوة على ذلك، فإنها توفر الصور المجهرية الأولى لهذه موجات تدور.
قال البروفيسور جورج فولترسدورف من معهد الفيزياء بجامعة MLU: "في العادة، يؤدي الإثارة غير الخطية للمغنونات إلى إنتاج أعداد صحيحة من تردد الخرج - على سبيل المثال، يصبح 1,000 ميجاهرتز 2,000 أو 3,000. حتى الآن، كان من المتوقع نظريًا فقط أن العمليات غير الخطية يمكن أن تولد موجات دوران بمضاعفات نصف عدد صحيح أعلى من تردد الإثارة.
الصورة: دراير وآخرون، Nature Communications (CC-BY-SA 4.0)
وقد أثبت الفريق الآن الظروف اللازمة لإنتاج هذه الموجات والتحكم في مرحلتها. المرحلة هي الطريقة التي تتأرجح بها الموجة في لحظة معينة من الزمن.
ولترسدورف محمد, "نحن أول من أكد هذه الاستثارات في التجارب، بل وتمكنا من رسم خرائط لها."
"يمكن توليد الموجات في حالتين من الطور المستقر، مما يعني أنه من الممكن استخدام هذا الاكتشاف في تطبيقات معالجة البيانات، حيث أن أجهزة الكمبيوتر، على سبيل المثال، تستخدم أيضًا نظامًا ثنائيًا."
المرجع مجلة:
- دراير ر. وآخرون. التصوير وقفل الطور لموجات الدوران غير الخطية. طبيعة الاتصالات (2022). معرف الهوية الرقمي: 10.1038/s41467-022-32224-0
