Ученые из Швейцарии подтвердили существование альтермагнетиков. Это новый тип магнетизма, гипотеза которого была выдвинута, но никогда раньше не наблюдалась. Это открытие может оказать большое влияние на электронику, в том числе для создания компьютерных накопителей большой емкости.
До сих пор считалось, что существует только два типа постоянных магнитов. Первыми были открыты ферромагниты, которые можно встретить, например, в магнитах для холодильников или компасов. В 1930-х годах французский физик Луи Нель открыл другой тип магнетизма, названный антиферромагнетизмом, который проявляет магнитные свойства, связанные с чередованием спинов. Последнее открытие показывает, что может существовать и третий тип магнетизма, называемый альтермагнетизмом.
Фундаментальные магнитные фазы определяются специфическим спонтанным расположением магнитных моментов – или спинов электронов – и атомов, которые переносят эти моменты в кристаллах. Ферромагниты — это такие магниты, которые прилипают к холодильнику: здесь спины направлены в одну сторону, что обеспечивает макроскопический магнетизм. В антиферромагнитных материалах спины направлены в разные стороны, в результате чего материалы не обладают макроскопической чистой намагниченностью – и, следовательно, не прилипают к холодильнику. Хотя были классифицированы и другие типы магнетизма, такие как диамагнетизм и парамагнетизм, они описывают специфические реакции на внешние магнитные поля, а не спонтанное магнитное упорядочение в материалах.
Ученые из швейцарского Института Пауля Шеррера подтвердили существование альтермагнетика, измерив электронную структуру в кристалле теллурида марганца, который ранее считался антиферромагнитным.
В ходе исследования они проверили, как свет отражается от кристалла, чтобы определить энергию и скорость электронов внутри него. После их картирования выяснилось, что они почти точно соответствуют предсказаниям, данным в моделировании альтермагнитного материала. Электроны были разделены на две группы, что должно было позволить им больше перемещаться в кристалле, что привело к появлению альтермагнитных свойств.
Открытие может оказаться очень важным для всего рынка электроники. Новый тип магнита не создает внешних магнитных полей, поэтому устройства, использующие его, не будут мешать друг другу. Отсутствие помех также позволяет гораздо плотнее упаковывать данные на жесткие диски и в память.