Гибрид звука и спина: открытие может повлиять на будущую связь 6G

Коллектив физиков из Университета Кайзерслаутерн‑Ландау (RPTU) наблюдал ранее не демонстрировавшийся эффект сильной связи звуковых и спиновых волн, который может оказаться востребован в будущих системах связи, включая 6G. В эксперименте использовали железо‑иттриевый гранат — ферримагнитный изолятор, известный длительным временем жизни спиновых возбуждений. В наноструктурированном акустическом резонаторе удалось добиться того, что акустические колебания и спиновые волны слились в единый гибридный режим в гигагерцевом диапазоне.

Руководитель группы, профессор Матиас Вайлер, напомнил, что современные смартфоны уже опираются на поверхностные акустические волны для фильтрации сигналов мобильных сетей, Wi‑Fi и GPS. Цель исследователей — интегрировать эту технологию с магнитными материалами, где электроны обладают упорядоченными спинами. Звуковые волны, заставляя колебаться кристаллическую решётку, влияют и на спины, порождая спиновые волны.

По словам первого автора статьи Кевина Кюнстле, в созданной системе возникли магнонные поляроны — квантовые гибридные возбуждения, в которых звук и спин неразрывно связаны. Гибридная волна периодически «перетекает» из акустического состояния в спиновое и обратно, причём частота этих осцилляций превосходит скорости потерь. Это считается признаком режима сильной связи. Теоретическое моделирование, выполненное совместно с группой профессора Акашдипа Камры, согласуется с экспериментальными наблюдениями.

Учёные подчёркивают, что их результат фактически объединяет две базовые технологии СВЧ‑диапазона: акустические фильтры и ферримагнитные изоляторы. По оценке Вайлера, подобные спиново‑звуковые гибриды могут стать основой для частотных фильтров нового типа, которые смогут тонко перестраиваться под условия работы сети в реальном времени. Для перспективных стандартов связи, таких как 6G, требующих гибкого и динамического управления спектром, такая возможность рассматривается как одно из ключевых направлений развития элементной базы, сообщает new-science.ru.

Обратите внимание: Аномальная зима 2025–2026: Синоптики предупреждают о непредсказуемых сценариях по всей стране