Odkryli nowy rodzaj magnetyzmu! To święty Graal w badaniach nad nadprzewodnictwem

Nieznana wcześniej forma magnetyzmu, którą udało się niedawno zidentyfikować naukowcom z Uniwersytetu w Nottingham, może okazać się kluczowym elementem badań poświęconych zjawisku nadprzewodnictwa. Co dokładnie ustalili brytyjscy eksperci i jakie mogą być konsekwencje ich działań? 
Odkryli nowy rodzaj magnetyzmu! To święty Graal w badaniach nad nadprzewodnictwem

Niektóre materiały osiągają w określonych warunkach stan pozwalający na transport energii bez jakichkolwiek strat. To bardzo cenna właściwość, która mogłaby zrewolucjonizować między innymi przesyłanie energii elektrycznej. Korzyści wynikających z utrzymywania stanu nadprzewodzącego byłoby więcej, ale zanim ludzkość skupi się na zaletach, warto byłoby znaleźć sposób na generowanie i utrzymywanie nadprzewodnictwa.

Czytaj też: Amerykanie nie wiedzieli, co kryje się pod ich stopami. Paliwa tak wiele, że naukowcy nie mogli uwierzyć własnym oczom

Bardzo ważne w tym kontekście mogą okazać się postępy poczynione przez naukowców z Wielkiej Brytanii. To właśnie oni odkryli trzecią, nieznaną do tej pory formę magnetyzmu. Określana mianem altermagnetyzmu, stanowi główny aspekt artykułu zamieszczonego na łamach Nature. To przełomowe osiągnięcie, gdyż wcześniej znane były dwa rodzaje magnetyzmu, lecz teraz ich liczba zwiększyła się do trzech. 

Dwa wspomniane rodzaje to ferromagnetyzm, w którym momenty magnetyczne wskazują ten sam kierunek oraz antyferromagnetyzm, gdzie sąsiadujące ze sobą momenty magnetyczne wskazują przeciwne kierunki. Teraz możemy natomiast mówić dodatkowo o altermagnetyzmie. Jego cecha wyróżniająca? Materiały wykazujące ten rodzaj magnetyzmu posiadają momenty magnetyczne wskazujące w kierunku przeciwnym niż ich sąsiedzi – i nie tylko. To nie jedyny wyróżnik, ponieważ altermagnetyzm różni się od antyferromagnetyzmu tym, że każda jednostka jest lekko skręcona względem sąsiada. Warunkuje to występowanie właściwości przywodzących na myśl ferromagnetyki.

Trzeci rodzaj magnetyzmu może zostać wykorzystany w badaniach nad nadprzewodnictwem. Poza tym powinien być przydatny w produkcji urządzeń służących do przechowywania danych

Inżynierowie mówią o potencjale wykorzystania takich nowych materiałów chociażby w produkcji pamięci magnetycznej. To ze względu na fakt, iż altermagnesy łączą pożądane właściwości materiałów ferromagnetycznych, jak i antyferromagnetycznych. W toku badań ich autorzy wykorzystali fotoemisyjną mikroskopię elektronową. Tym sposobem zyskali możliwość zobrazowania struktury i właściwości magnetycznych tellurku manganu.

Czytaj też: Rewolucja w energetyce. Szwecja buduje reaktor przyszłości

Co ciekawe, ten ostatni był przez długi czas uważany za antyferromagnetyczny, dlatego uzyskane wyniki wstrząsnęły członkami zespołu badawczego. Później udało im się stworzyć urządzenia altermagnetyczne, które powstały poprzez manipulację wewnętrznymi strukturami magnetycznymi za pomocą kontrolowanej techniki cykli termicznych. To dopiero wstęp do praktycznych zastosowań, na przykład w spintronice. Mówi się między innymi o projektowaniu urządzeń służących do przechowywania danych, cechujących się wysoką odpornością, błyskawicznym działaniem i łatwością użytkowania. Poza tym nie zapominajmy o tym, o czym była mowa na wstępie, czyli postępach w badaniach poświęconych nadprzewodnictwu.