إن وضع قطب كهربائي فائق التوصيل فوق مغناطيس رفيع يجعل من الممكن التعامل مع ما يسمى بـ "موجات الدوران" والتحكم فيها داخل المغناطيس ببساطة عن طريق تغيير درجة حرارة القطب. هذه النتيجة، التي توصل إليها علماء فيزياء الكم في جامعة دلفت للتكنولوجيا في هولندا، يمكن أن تؤدي إلى تطوير أجهزة الإلكترونيات السبينية، التي تستغل دوران الإلكترون، بالإضافة إلى شحنته.
الموجات المغزلية هي تذبذبات جماعية ذات ترتيب مغناطيسي في المواد المغناطيسية، وتُظهر الكثير من الأمل بالنسبة للإلكترونيات السبينية، لأنها يمكن أن تنتقل ملليمترات أو حتى سنتيمترات في بعض الوسائط مع خسارة قليلة جدًا. وهذا يعني أنها تستطيع نقل الإشارات الكهربائية لمسافات طويلة مع استخدام طاقة أقل من الإلكترونيات التقليدية. ويمكن أيضًا التلاعب بها لإجراء العديد من الحسابات أو العمليات قبل أن تتلاشى الإشارة الصادرة عنها، وهو أمر مهم بالنسبة للأجهزة العملية.
المشكلة الرئيسية في موجات الدوران هي أنه من الصعب التحكم فيها. ومع ذلك، فإن الباحثين بقيادة توينو فان دير سار و مايكل بورست وقد أظهرت الآن أنه من الممكن القيام بذلك في فيلم رقيق مغناطيسي باستخدام موصل فائق. في دراستهم التي يصفونها علوم, لقد بدأوا بشريحة مغطاة بطبقة مغناطيسية رقيقة من عقيق حديد الإيتريوم (YIG). وفوق هذا الفيلم، وضعوا قطبًا كهربائيًا ذهبيًا، استخدموه لإثارة موجات الدوران في YIG. ثم وضعوا قطبًا كهربائيًا فائق التوصيل بجوار قطب الذهب ودرسوا كيفية انتقال موجات الدوران تحته.
التحكم في مكان وكيفية انتشار الموجات الدورانية
في حين تتنبأ النظرية بأن الأقطاب المعدنية العادية (غير فائقة التوصيل) يجب أن تكون قادرة على التحكم في الطول الموجي وانتشار موجات الدوران، فقد كشف العمل السابق للمجموعة أن مثل هذه الأقطاب الكهربائية "تخفف في المقام الأول موجات الدوران ولا توفر هذا التحكم على الإطلاق". يشرح بورست. ولذلك كان هو وزملاؤه مهتمين جدًا بمعرفة ما إذا كان الموصل الفائق سيعطي نتيجة مختلفة، وهو ما حدث بالفعل.
يقول بورست: "لكي يصبح القطب فائق التوصيل، قمنا بتبريد الشريحة إلى أقل من 9 كلفن، وعندما أصبح الأمر كذلك، لاحظنا فجأة تغيرًا جذريًا في الطول الموجي المغزلي". "لقد وجدنا أنه من خلال تغيير درجة حرارة القطب، يمكننا ضبط هذا الطول الموجي بدقة. ومن خلال إنشاء تدرج في درجة الحرارة في القطب، يمكننا التحكم في مكان وكيفية انتشار موجات الدوران.
مراقبة الانتشار
كان أحد التحديات الرئيسية التي كان على الفريق التغلب عليها هو إيجاد طريقة لمراقبة كيفية انتشار موجات الدوران تحت القطب الكهربائي. وهذه ليست مهمة سهلة، لكن الباحثين عالجوها من خلال إنشاء مستشعر مجال مغناطيسي فريد يعتمد على دوران الإلكترون في الماس، مما يسمح لهم بمراقبة موجات الدوران مباشرة. يقول بورست: "هذه تقنية قوية ستكون مفيدة بالتأكيد في توصيف أجهزة الموجات الدورانية الأكثر تعقيدًا المغطاة بالمعادن في المستقبل". عالم الفيزياء.
وفقًا فريق جامعة دلفت للتكنولوجيا، يمكن للعمل الجديد أن يجعل من الممكن إنشاء أنواع عديدة من دوائر وأجهزة الموجات الدورانية، مثل تجاويف الموجة الدورانية الموجودة على الرقاقة، وعاكسات الموجة الدورانية، وشبكات الموجة الدورانية.
الضرب الترددي لموجات الدوران إلى ترددات جيجاهيرتز يتحقق في مادة بسيطة
يقول بورست: "من المثير للاهتمام أنه يمكننا أيضًا التعرف على خصائص مهمة للموصل الفائق من خلال دراسة هذه الموجات". "في الواقع، لقد أثبتنا ذلك من خلال رسم خريطة لأحد هذه المعلمات الأساسية، وهو عمق اختراق الموصل الفائق في لندن (العمق الذي يخترق فيه المجال المغناطيسي الخارجي إلى موصل فائق)، كدالة لدرجة الحرارة."
وبالنظر إلى المستقبل، يعمل الباحثون الآن على إيجاد طرق لتطوير أجهزة موجة الدوران في العالم الحقيقي ودراسة كيفية تفاعل الموصل الفائق مع أنواع مختلفة من موجات الدوران. يقول بورست: "نود أيضًا تعزيز سيطرتنا على انتشار الموجات الدورانية من خلال إدخال تدرجات حرارة معقدة في القطب الكهربائي فائق التوصيل".
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://physicsworld.com/a/superconducting-electrode-controls-spin-waves-in-a-magnet/
