A differenza di altri tipi comuni di onde (ad esempio, elettromagnetiche o sonore), l'interazione delle onde di spin nei materiali magnetici è intrinsecamente non lineare a causa degli effetti di accoppiamento dipolare. Lo Spin è il momento angolare intrinseco degli elettroni che produce un momento magnetico. L'accoppiamento di questi momenti magnetici crea il magnetismo che potrebbero infine essere utilizzati nell'elaborazione delle informazioni.
Un impulso di campo magnetico può eccitare localmente questi momenti magnetici collegati, che possono causare la propagazione di una dinamica attraverso il materiale come onde. Queste sono conosciute come magnoni o onde di spin.
Un team di fisici di Università Martin Luther di Halle-Wittenberg (MLU) ha prodotto un nuovo tipo di onda di spin utilizzando campi magnetici solidi alternati. Inoltre, forniscono le prime immagini microscopiche di questi onde di rotazione.
Il professor Georg Woltersdorf dell'Istituto di fisica della MLU ha detto: “Normalmente, l’eccitazione non lineare dei magnoni produce numeri interi della frequenza di uscita – 1,000 megahertz diventano 2,000 o 3,000, per esempio. Finora era stato previsto solo teoricamente che i processi non lineari potessero generare onde di spin a multipli semiinteri più alti della frequenza di eccitazione”.
Foto: Dreyer et al, Nature Communications (CC-BY-SA 4.0)
Il team ha ora dimostrato le circostanze necessarie per produrre queste onde e controllarne la fase. La fase è il modo in cui un'onda oscilla in un momento specifico nel tempo.
Woltersdorf disse, "Siamo i primi a confermare queste eccitazioni negli esperimenti e siamo persino riusciti a mapparle."
“Le onde possono essere generate in due stati di fase stabili, il che significa che questa scoperta potrebbe essere potenzialmente utilizzata in applicazioni di elaborazione dati, poiché anche i computer, ad esempio, utilizzano un sistema binario”.
Riferimento della Gazzetta:
- Dreyer R. et al. Imaging e aggancio di fase di onde di spin non lineari. Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32224-0
