ثورة في المغناطيسية: بدأ برنامج بحثي جديد في جامعة JGU!

ثورة في المغناطيسية: بدأ برنامج بحثي جديد في جامعة JGU!

يواجه مجال البحث في المغناطيسية تغييرًا كبيرًا مع إطلاق برنامج الأولويات الجديد (SPP) الذي يركز على تطوير الأنظمة المغناطيسية غير التقليدية. يقوم البروفيسور الدكتور جايرو سينوفا من جامعة يوهانس جوتنبرج ماينز (JGU) بتنسيق هذا البرنامج المبتكر الذي يتعامل مع الأبحاث الأساسية والتطبيقية في هذا المجال المثير. وافقت مؤسسة الأبحاث الألمانية (DFG) على مشروع SPP بعنوان "المغناطيسية غير التقليدية: ما وراء نموذج S-Wave Magnetism" وستقدم حوالي ثمانية ملايين يورو للسنوات الثلاث المقبلة. سيبدأ المشروع رسميًا في عام 2026.

يهدف SPP إلى إعادة تعريف تحديات تكنولوجيا المعلومات ودفع حدود السرعة وكثافة التخزين والكفاءة. وهي تهتم بشكل خاص بتطوير المكونات والأجهزة القائمة على المغناطيسية غير التقليدية. أحد المفاهيم البارزة في هذا البحث هو "التكنولوجيا المغناطيسية"، والتي يمكن أن تمكن من زيادة السرعة والكفاءة بمقدار ألف مرة مقارنة بالتقنيات الحالية. ومن المحتمل أن يكون لهذا آثار ثورية على الإلكترونيات والبنية التحتية للاتصالات الرقمية.

تغيير المغناطيسية باعتبارها التكنولوجيا الرئيسية

أحد العناصر الرئيسية في SPP هو البحث في المغناطيسية المتغيرة، وهو نوع ثالث من المغناطيسية تم اكتشافه حديثًا وتم التنبؤ به نظريًا وتأكيده تجريبيًا. تجمع المغناطيسية المتغيرة بين مزايا المغناطيسات الحديدية والمغناطيسات المضادة. يتم محاذاة السبينات المغناطيسية للذرات بالتناوب، ولكن تحت تأثير مجال مغناطيسي قوي. وهذا يفتح إمكانيات تطبيقية جديدة تمامًا في مجالات الإلكترونيات والإلكترونيات السبينية. تم افتراض اكتشاف المغناطيسية المتغيرة من قبل علماء الفيزياء من JGU والأكاديمية التشيكية للعلوم في عام 2019، وتم وصفها بأنها سلوك مغناطيسي محدد في عام 2021.

الأشكال المعروفة سابقًا من المغناطيسية، مثل المغناطيسية الحديدية والمغناطيسية المضادة، لها خصائص مقنعة: فالمغناطيسات الحديدية لها دورانات تتماشى مع نفس الاتجاه وتولد مجالًا مغناطيسيًا خارجيًا، في حين أن المغناطيسيات المضادة لها دورانات مضادة متوازية، وبالتالي لا تنتج مجالًا مغناطيسيًا خارجيًا قابلاً للقياس. من ناحية أخرى، تجمع المغناطيسات المتغيرة بين خصائص كلا الفئتين، مما يؤدي إلى تيار مستقطب مغزلي. على الرغم من خصائصها الفريدة، إلا أنها لا تنتج مجالًا مغناطيسيًا يمكن قياسه خارجيًا.

التأكيد التجريبي والمنظورات المستقبلية

في الآونة الأخيرة، تم تأكيد المغناطيسية المتغيرة تجريبيًا في مركب تيلوريد المنغنيز البلوري (MnTe)، والذي تم تصنيفه سابقًا على أنه مغناطيس مضاد. وباستخدام التحليل الطيفي للانبعاث الضوئي للأشعة السينية، تم تحليل تقسيم دوران الإلكترون، وكانت النتائج متوافقة مع التوقعات النظرية. أكد هذا وجود المغناطيسية البديلة، وأظهر أنه تم تحديد أكثر من 200 مرشح للسلوك المغناطيسي البديل، مما أظهر مجموعة متنوعة من خصائص العوازل وأشباه الموصلات والمعادن والموصلات الفائقة.

البحث في تغيير المغناطيسية وبرنامج الأولويات الجديد يقوده شخصيات مهمة مثل البروفيسور الدكتور جايرو سينوفا والدكتور ليبور شميجكال. تعمل سينوفا في جامعة JGU منذ عام 2014 وتعتبر خبيرة في الخصائص المغناطيسية في الإلكترونيات الدقيقة. شميجكال، الذي كان جزءًا من مجموعة سينوفا حتى عام 2024، يقود الآن فريقًا في معهد ماكس بلانك لفيزياء الأنظمة المعقدة في دريسدن. يمكن أن يكون عملهم هو المفتاح لتطوير نظرية وتطبيق المغناطيسية في تكنولوجيا الغد.

بشكل عام، يعد التعاون متعدد التخصصات بين فرق البحث من مجالات مختلفة مثل المواد المكثفة وعلوم المواد والهندسة في قلب الجهود المبذولة لاستغلال إمكانات المغناطيسية غير التقليدية. إن التطورات في هذا المجال لا يمكنها توسيع أساسيات الفيزياء فحسب، بل يمكنها أيضًا تمكين التطبيقات العملية التي تعد بإحراز تقدم كبير في تكنولوجيا المعلومات.

لمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع يمكنك قراءة التقارير من جامعة ماينز و Science.de يتم استشارتها.