ตรงกันข้ามกับคลื่นประเภทอื่นๆ ทั่วไป (เช่น แม่เหล็กไฟฟ้าหรือเสียง) ปฏิกิริยาของคลื่นหมุนในวัสดุแม่เหล็กนั้นไม่เป็นเชิงเส้นโดยเนื้อแท้เนื่องจากผลกระทบจากการคัปปลิ้งแบบไดโพลาร์ การหมุนคือโมเมนตัมเชิงมุมภายในของอิเล็กตรอนที่ก่อให้เกิดโมเมนต์แม่เหล็ก การเชื่อมโยงช่วงเวลาแห่งแม่เหล็กเหล่านี้เข้าด้วยกันจะทำให้เกิด อำนาจแม่เหล็ก ที่สามารถนำไปใช้ในการประมวลผลข้อมูลได้ในที่สุด
ชีพจรของสนามแม่เหล็กสามารถกระตุ้นโมเมนต์แม่เหล็กที่เชื่อมโยงกันในพื้นที่ได้ ซึ่งสามารถทำให้เกิดไดนามิกที่แพร่กระจายผ่านวัสดุ เช่น คลื่น สิ่งเหล่านี้เรียกว่าแมกนอนหรือคลื่นหมุน
ทีมนักฟิสิกส์จาก มหาวิทยาลัยมาร์ตินลูเทอร์ Halle-Wittenberg (MLU) ได้สร้างคลื่นหมุนรูปแบบใหม่โดยใช้สนามแม่เหล็กแข็งสลับ ยิ่งไปกว่านั้น พวกมันยังให้ภาพกล้องจุลทรรศน์ชุดแรกอีกด้วย คลื่นหมุน.
ศาสตราจารย์ Georg Woltersdorf จากสถาบันฟิสิกส์ที่ MLU กล่าวว่า “โดยปกติแล้ว การกระตุ้นแบบไม่เชิงเส้นของแมกนอนจะสร้างจำนวนเต็มของความถี่เอาท์พุต เช่น 1,000 เมกะเฮิรตซ์ จะกลายเป็น 2,000 หรือ 3,000 เป็นต้น จนถึงตอนนี้ มีเพียงการคาดการณ์ทางทฤษฎีเท่านั้นว่ากระบวนการที่ไม่ใช่เชิงเส้นสามารถสร้างคลื่นหมุนได้ที่ทวีคูณครึ่งจำนวนเต็มที่สูงขึ้นของความถี่การกระตุ้น”
รูปถ่าย: Dreyer และคณะ Nature Communications (CC-BY-SA 4.0)
ขณะนี้ทีมงานได้สาธิตสถานการณ์ที่จำเป็นในการสร้างคลื่นเหล่านี้และควบคุมระยะของมันแล้ว เฟสคือวิธีที่คลื่นสั่น ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง
โวลแทร์สดอร์ฟ กล่าวว่า, “เราเป็นคนแรกที่ยืนยันการกระตุ้นเหล่านี้ในการทดลองและยังสามารถจัดทำแผนที่พวกมันได้”
“คลื่นสามารถเกิดขึ้นได้ในสถานะเฟสเสถียรสองสถานะ ซึ่งหมายความว่าการค้นพบนี้อาจนำไปใช้ในการประมวลผลข้อมูลได้ เนื่องจากคอมพิวเตอร์ก็ใช้ระบบไบนารีเช่นกัน”
การอ้างอิงวารสาร:
- ดรายเออร์ อาร์. และคณะ การสร้างภาพและการล็อคเฟสของคลื่นหมุนที่ไม่ใช่เชิงเส้น การสื่อสารธรรมชาติ (2022). ดอย: 10.1038/s41467-022-32224-0
