Ett team av forskare från MIT och flera institutioner i Korea har funnit att hastigheten för magnetiska domänväggar är fundamentalt begränsade. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskap , gruppen beskriver att testa en teori om domänväggarnas maximala hastighet för att bevisa att de är korrekta. Matthew Daniels och Mark Stiles med National Institute of Standards and Technology i USA har publicerat en Perspective-artikel som beskriver forskarnas arbete i samma tidskriftsnummer och sammanfattar konsekvenserna av deras resultat.

En av grundsatserna i Einsteins speciella relativitetsteori är att det inte finns någon partikel som kan färdas snabbare än ljusets hastighet. I denna nya ansträngning, forskarna har hittat en liknande gräns för magnetiska domänväggar.

Material som är magnetiska har domäner där ordnade snurr är separerade från varandra av gränser som kallas domänväggar. Tidigare forskning har visat att sådana väggar kan flyttas genom att applicera en elektrisk ström. Denna speciella aspekt av magnetiska material har legat till grund för forskning om racerbanans minne. Och eftersom domänväggarnas rörelsehastighet bestämmer hastigheten på de minnen som skapas med dem, forskare har drivit dem snabbare och snabbare. Logik antyder att det måste finnas en gräns för hur snabbt domänväggarna kan skjutas, dock, vilket sätter en gräns för hur snabbt sådana minnen kan fungera. I denna nya ansträngning, forskarna har funnit den grundläggande gränsen.

Som Daniels och Stiles noterar, domänväggar beter sig som objekt inbäddade i ett material och kan därför flyttas inte bara framåt, men tillbaka, också. Detta kan göras genom att applicera magnetiska och elektroniska fält. Så här tillverkas minnesenheter. Teorin (Lorentz-invariansen av domänväggar) har föreslagit att den begränsande faktorn för att flytta domänväggar är spinnvågshastigheten associerad med ett magnetiskt material. För att testa denna idé, forskarna genomförde en serie försök där de flyttade domänväggar med hjälp av variabla elektriska och magnetiska fält till deras mättnadspunkt. De upptäckte att när de gjorde det, domänväggens hastighet närmade sig asymptotiskt det teoretiskt förutspådda värdet av centrifugeringshastigheten för det magnetiska materialet - vilket visade sig vara cirka 5 km/s, den grundläggande hastighetsgränsen.

© 2020 Science X Network