Революционна технология за осветление: Открити са нови пътища в изследването на материалите!

Революционна технология за осветление: Открити са нови пътища в изследването на материалите!

Екип от физици от университета в Констанц, ръководен от Давиде Босини, разработи забележителен метод, който прави възможно промяната на свойствата на материалите с помощта на светлина. Тази иновативна техника има за цел да възбуди магнитни състояния в материали, което би могло да революционизира предаването и съхранението на информация при стайна температура в терагерцовия диапазон. Това може да бъде от решаващо значение за бъдещето на технологиите за данни.

Процесът се основава на широко достъпни, естествено отглеждани кристали, особено хематит, и не изисква редки материали. Това изследване, публикувано през юни 2025 г., беше представено подробно в списание „Science Advances“. Идеята за използване на магнони, колективните спинови възбуждания в магнитни материали, като носители на информация отговаря на нарастващото търсене на нови технологии за обработка на големи количества данни.

Технологични иновации чрез магнони

Досега магноните можеха да се възбуждат само в техните най-ниски честотни състояния. Новият процес обаче позволява прецизен контрол на честотата, амплитудата и живота на тези квантови частици. Това се случва чрез директно оптично възбуждане на магнонни двойки, което води до нетермични промени в магнитните свойства на материала. Босини описва това явление като временна модификация на „магнитната ДНК“ на материала.

Хематитът, използваният материал, има интересно историческо значение, тъй като някога е бил използван в мореплаването за компаси. Резултатите от изследването предполагат, че индуцирани от светлина кондензати на Бозе-Айнщайн от високоенергийни магнони са възможни при стайна температура. Това може да даде възможност за изследване на квантовите ефекти без сложно охлаждане.

Супертокове при стайна температура

Отделно, но свързано изследване на физици, ръководени от професор д-р Буркард Хилебрандс от Техническия университет в Кайзерслаутерн, наскоро постигна пробив. Те успяха да открият свръхток от магнони при стайна температура за първи път. Теоретични физици от Израел и Украйна също бяха включени в това изследване. Тези открития биха могли значително да повишат ефективността на бъдещата обработка на данни.

Тези нови свръхпроводници проявяват квантови явления, които обикновено се случват само при температури под нулата. Хилебрандс подчертава важната роля на макроскопичните квантови състояния в бъдещите технологии, докато изследователите използват кондензатите на Бозе-Айнщайн, за да изследват законите на квантовия свят, свързани със свръхтоковете.

Като квантови частици на спинови вълни в магнитни материали, магноните са лесни за създаване, модифициране и откриване, като същевременно консумират малко енергия. Този напредък отваря нови приложения във фундаменталните изследвания и може да представлява алтернатива на конвенционалните полупроводникови технологии.

Квантова физика и нови материали

Освен това международен изследователски екип, включително Университета на Вюрцбург, е разработил специална форма на свръхпроводимост, която потенциално може да ускори развитието на квантовите компютри. Свръхпроводниците са известни с провеждането на електричество без съпротивление, което ги прави идеални кандидати за електронни компоненти във високотехнологични устройства.

Изследователската група конструира хибриден компонент, направен от стабилен свръхпроводник и топологичен изолатор. Тази комбинация позволява свръхпроводимите свойства да бъдат прецизно контролирани от външни магнитни полета, което води до екзотично състояние, в което свръхпроводимостта и магнетизмът съществуват едновременно. Този нов дизайн може да стабилизира квантовите битове, предлагайки обещаващи перспективи за бъдещи квантови компютри.

Откритията в квантовата физика и новите материали от различните изследователски групи показват, че науката е в повратна точка. Констатациите за магноните и свръхпроводниците предлагат не само поглед върху фундаменталната физика, но и практически приложения, които могат да променят начина, по който данните се обработват в бъдеще.

Това важно изследване е част от по-големи проекти, които се подкрепят от различни институции и програми за финансиране, като Cluster of Excellence ct.qmat в Университета на Вюрцбург и Германската изследователска фондация (DFG). Сътрудничеството между международни изследователи може да проправи пътя за иновативни технологии в обработката на данни и квантовите изчисления. Допълнителни подробности за тази работа могат да бъдат намерени в оригиналните публикации на съответните изследователски екипи.

За повече информация прочетете докладите от Университет Констанц, Chemie.de и Университет на Вюрцбург.