Revolucionarna tehnologija rasvjete: Otkriveni novi putovi u istraživanju materijala!

Revolucionarna tehnologija rasvjete: Otkriveni novi putovi u istraživanju materijala!

Tim fizičara sa Sveučilišta u Konstanzu, predvođen Davideom Bossinijem, razvio je izvanrednu metodu koja omogućuje promjenu svojstava materijala pomoću svjetlosti. Ova inovativna tehnika ima za cilj pobuditi magnetska stanja u materijalima, što bi moglo revolucionirati prijenos i pohranjivanje informacija na sobnoj temperaturi u terahertznom rasponu. To bi moglo biti presudno za budućnost podatkovnih tehnologija.

Proces se temelji na široko dostupnim, prirodno uzgojenim kristalima, posebno hematitu, i ne zahtijeva rijetke materijale. Ovo istraživanje, objavljeno u lipnju 2025., detaljno je predstavljeno u časopisu “Science Advances”. Ideja korištenja magnona, kolektivnih spinskih pobuda u magnetskim materijalima, kao nositelja informacija zadovoljava sve veću potražnju za novim tehnologijama za obradu velikih količina podataka.

Tehnološke inovacije kroz magnone

Do sada su se magnoni mogli pobuditi samo u stanjima svoje najniže frekvencije. Međutim, novi proces omogućuje preciznu kontrolu frekvencije, amplitude i životnog vijeka tih kvantnih čestica. To se događa izravnom optičkom ekscitacijom parova magnona, što rezultira netoplinskim promjenama u magnetskim svojstvima materijala. Bossini opisuje ovaj fenomen kao privremenu modifikaciju "magnetske DNK" materijala.

Hematit, korišteni materijal, ima zanimljivo povijesno značenje jer se nekada koristio u pomorstvu za kompase. Rezultati istraživanja sugeriraju da su svjetlosno inducirani Bose-Einsteinovi kondenzati iz visokoenergetskih magnona mogući na sobnoj temperaturi. To bi moglo omogućiti istraživanje kvantnih učinaka bez složenog hlađenja.

Superstruje na sobnoj temperaturi

Zasebno, ali povezano istraživanje fizičara pod vodstvom profesora dr. Burkarda Hillebrandsa na Tehničkom sveučilištu u Kaiserslauternu nedavno je postiglo napredak. Prvi put su uspjeli detektirati superstruju magnona na sobnoj temperaturi. Teorijski fizičari iz Izraela i Ukrajine također su bili uključeni u ovu studiju. Ova saznanja mogla bi značajno povećati učinkovitost buduće obrade podataka.

Ovi novi supravodiči pokazuju kvantne fenomene koji se inače javljaju samo na temperaturama ispod ništice. Hillebrands ističe važnu ulogu makroskopskih kvantnih stanja u budućoj tehnologiji, dok istraživači koriste Bose-Einsteinove kondenzate za istraživanje zakona kvantnog svijeta povezanih sa superstrujama.

Kao kvantne čestice spinskih valova u magnetskim materijalima, magnone je lako stvoriti, modificirati i detektirati, dok također troše malo energije. Ovaj napredak otvara nove primjene u temeljnim istraživanjima i mogao bi predstavljati alternativu konvencionalnim tehnologijama poluvodiča.

Kvantna fizika i novi materijali

Osim toga, međunarodni istraživački tim, uključujući Sveučilište u Würzburgu, razvio je poseban oblik supravodljivosti koji bi potencijalno mogao unaprijediti razvoj kvantnih računala. Supervodiči su poznati po tome što provode struju bez otpora, što ih čini idealnim kandidatima za elektroničke komponente u uređajima visoke tehnologije.

Istraživačka skupina konstruirala je hibridnu komponentu napravljenu od stabilnog supravodiča i topološkog izolatora. Ova kombinacija omogućuje preciznu kontrolu svojstava supravodljivosti pomoću vanjskih magnetskih polja, što dovodi do egzotičnog stanja u kojem supravodljivost i magnetizam koegzistiraju. Ovaj novi dizajn mogao bi stabilizirati kvantne bitove, nudeći obećavajuće izglede za buduća kvantna računala.

Otkrića u kvantnoj fizici i novi materijali različitih istraživačkih skupina pokazuju da je znanost na prekretnici. Otkrića o magnonima i supravodičima nude ne samo uvid u temeljnu fiziku, već i praktične primjene koje bi mogle promijeniti način na koji se podaci obrađuju u budućnosti.

Ovo važno istraživanje dio je većih projekata koje podupiru razne institucije i programi financiranja, poput Klastera izvrsnosti ct.qmat na Sveučilištu Würzburg i Njemačke istraživačke zaklade (DFG). Suradnja među međunarodnim istraživačima mogla bi utrti put inovativnim tehnologijama u obradi podataka i kvantnom računalstvu. Daljnje pojedinosti o ovom radu mogu se pronaći u izvornim publikacijama relevantnih istraživačkih timova.

Za više informacija pročitajte izvješća iz Sveučilište u Konstanzu, Chemie.de i Sveučilište u Würzburgu.