Tehnologie revoluționară de iluminat: noi căi în cercetarea materialelor descoperite!

Tehnologie revoluționară de iluminat: noi căi în cercetarea materialelor descoperite!

O echipă de fizicieni de la Universitatea din Konstanz, condusă de Davide Bossini, a dezvoltat o metodă remarcabilă care face posibilă modificarea proprietăților materialelor folosind lumina. Această tehnică inovatoare are ca scop excitarea stărilor magnetice din materiale, care ar putea revoluționa transmiterea și stocarea informațiilor la temperatura camerei în intervalul teraherți. Acest lucru ar putea fi crucial pentru viitorul tehnologiilor de date.

Procesul se bazează pe cristale disponibile pe scară largă, cultivate în mod natural, în special hematită, și nu necesită materiale rare. Această cercetare, publicată în iunie 2025, a fost prezentată în detaliu în revista „Science Advances”. Ideea de a folosi magnonii, excitațiile colective de spin în materialele magnetice, ca purtători de informații, răspunde cererii tot mai mari de noi tehnologii pentru a procesa cantități mari de date.

Inovații tehnologice prin magnoni

Până acum, magnonii puteau fi excitați doar în stările lor de cea mai joasă frecvență. Cu toate acestea, noul proces permite un control precis al frecvenței, amplitudinii și duratei de viață a acestor particule cuantice. Acest lucru are loc prin excitarea optică directă a perechilor de magnon, care are ca rezultat modificări non-termice ale proprietăților magnetice ale materialului. Bossini descrie acest fenomen ca o modificare temporară a „ADN-ului magnetic” al materialului.

Hematitul, materialul folosit, are o semnificație istorică interesantă, deoarece a fost folosit cândva în navigație pentru busole. Rezultatele cercetării sugerează că condensurile Bose-Einstein induse de lumină de la magnonii de înaltă energie sunt posibile la temperatura camerei. Acest lucru ar putea permite cercetarea efectelor cuantice fără răcire complexă.

Supracurenți la temperatura camerei

O cercetare separată, dar înrudită, realizată de fizicieni, condusă de profesorul dr. Burkard Hillebrands de la Universitatea Tehnică din Kaiserslautern, a realizat recent un progres. Au fost capabili să detecteze pentru prima dată un supracurent de magnoni la temperatura camerei. În acest studiu au fost implicați și fizicieni teoreticieni din Israel și Ucraina. Aceste constatări ar putea crește semnificativ eficiența prelucrării viitoare a datelor.

Acești noi supraconductori prezintă fenomene cuantice care în mod normal apar numai la temperaturi sub zero. Hillebrands subliniază rolul important al stărilor cuantice macroscopice în tehnologia viitoare, în timp ce cercetătorii folosesc condensatele Bose-Einstein pentru a explora legile lumii cuantice legate de supracurenți.

Ca particule cuantice ale undelor de spin din materialele magnetice, magnonii sunt ușor de creat, modificat și detectat, consumând în același timp puțină energie. Acest progres deschide noi aplicații în cercetarea fundamentală și ar putea reprezenta o alternativă la tehnologiile convenționale de semiconductor.

Fizică cuantică și materiale noi

În plus, o echipă internațională de cercetare, inclusiv Universitatea din Würzburg, a dezvoltat o formă specială de supraconductivitate care ar putea avansa dezvoltarea computerelor cuantice. Supraconductorii sunt cunoscuți pentru conducerea electricității fără rezistență, ceea ce îi face candidații ideali pentru componentele electronice în dispozitivele de înaltă tehnologie.

Grupul de cercetare a construit o componentă hibridă formată dintr-un supraconductor stabil și un izolator topologic. Această combinație permite ca proprietățile supraconductoare să fie controlate cu precizie de câmpurile magnetice externe, ceea ce duce la o stare exotică în care coexistă supraconductivitatea și magnetismul. Acest nou design ar putea stabiliza biții cuantici, oferind perspective promițătoare pentru viitoarele computere cuantice.

Descoperirile în fizica cuantică și noile materiale ale diferitelor grupuri de cercetare arată că știința se află la un moment de cotitură. Descoperirile despre magnoni și supraconductori oferă nu numai perspective asupra fizicii fundamentale, ci și aplicații practice care ar putea schimba modul în care datele sunt procesate în viitor.

Această cercetare importantă face parte din proiecte mai mari care sunt susținute de diverse instituții și programe de finanțare, cum ar fi Clusterul de excelență ct.qmat de la Universitatea din Würzburg și Fundația Germană de Cercetare (DFG). Colaborarea dintre cercetătorii internaționali ar putea deschide calea pentru tehnologii inovatoare în procesarea datelor și calculul cuantic. Mai multe detalii despre această lucrare pot fi găsite în publicațiile originale ale echipelor de cercetare relevante.

Pentru mai multe informații citiți rapoartele de la Universitatea din Konstanz, Chemie.de şi Universitatea din Würzburg.