WIIKI.RU: Подчинённые атомы собрали в микроскопический накопитель информации

Физика - это область естествознания, наука. Она изучает самые общие и фундаментальные закономерности, которые определяют структуру и эволюцию материальн... читать далее »

Новости по Физике

22.11.2013 11:53

Подчинённые атомы собрали в микроскопический накопитель информации. Физика.

Какой бы ни была электроника будущего — гибкой, прозрачной или такой компактной и лёгкой, что может быть использована в макияже − миниатюрное запоминающее устройство пригодится для любой разработки.

В теории каждый компьютерный бит может быть представлен одним атомом. Но, для того чтобы достичь этого, необходимо подчинить себе поведение атомов, что сделать довольно-таки сложно.

Группа исследователей из Технологического института Карлсруэ (KIT), Института физики микроструктур общества Макса Планка (Max Planck Institute of Microstructure Physics) и Лейпцигского университета (Universität Leipzig) работает над проектом по созданию самого маленького запоминающего устройства с магнитной записью. Миниатюрный накопитель позволит не только создавать сверхкомпактные компьютеры, но и поможет в разработке квантовых вычислительных машин.

Сканирующий туннельный микроскоп позволил разглядеть индивидуальные атомы гольмия на платиновой пластинке (иллюстрация KIT/T. Miyamachi).

Главной задачей, которую физики поставили перед собой, был поиск методов "подчинения" атомов: частицы необходимо было заставить вести себя должным образом − прекратить вращаться вокруг своей оси с огромной скоростью, по крайней мере, на определённый период времени. Авторам предыдущих исследований в этой области удавалось это сделать, лишь "слепив" несколько миллионов атомов вместе.

В своём эксперименте немецкие физики поместили единичный атом гольмия на платиновую поверхность. Затем они опустили температуру в системе практически до абсолютного нуля и измерили магнитную ориентацию атома с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Как пишут авторы исследования в пресс-релизе Технологического института Карлсруэ, частица прикрепилась к платиновой пластине и обладала стабильным спином в течение целых 10 минут.

Сочетание гольмия, платины и низких температур позволило нарушить взаимодействия квантовых систем (фото Wikimedia Commons).

Стабилизации магнитного момента удалось достичь путём подавления влияния окружающей среды на атом. Как правило, атомы и электроны на металлической поверхности вступают в квантовомеханическое взаимодействие, что приводит к дестабилизации системы в считанные микросекунды. Но сочетание гольмия, платины и низких температур позволило нарушить взаимодействия квантовых систем, поскольку два этих металла остались "невидимыми" друг для друга.

Следующим шагом будет определение того, как можно отрегулировать спин и записать извлекаемую информацию в систему. Скорее всего, делать это будут с помощью внешних магнитных полей. К тому же, физикам ещё предстоит придумать, как повторить все те же действия при более высоких температурах.

Подробности эксперимента учёные изложили в статье, опубликованной в журнале Nature.

Источник