Трение и сопротивление также существуют на квантовом уровне, сфере атомов и молекул, невидимых для невооруженного глаза. Но как эти силы взаимодействуют через материалы, и источники энергии остаются в сомнении.
В новом исследовании Университете Айовы теоретический физик Майкл Флэйтт предлагает, чтобы магнитный ток, текущий через магнитный железный лист, вызвал ток во втором, соседнем магнитном железном листе, даже при том, что листы не связаны. Движение создано, Флэйтт и его команда говорят, когда электроны, магнитное вращение которых нарушено током на первом листе, проявляют силу, через электромагнитную радиацию, чтобы создать магнитное вращение во втором листе.Результаты могут оказаться выгодными в появляющейся области spintronics, который стремится направить энергию от волн вращения, произведенных электронами, чтобы создать меньший, больше энергосберегающих компьютеров и электронных устройств.
«Это означает, что есть больше способов управлять через магнитный ток, чем мы думали, и это – хорошая вещь», говорит Флэйтт, ведущий автор и руководитель группы на работе, опубликованной 9 июня в журнале Physical Review Letters.Flatte учился, как ток в магнитных материалах мог бы использоваться, чтобы построить электронные схемы в наноразмерном, где размеры измерены в миллиардных частях метра, или примерно 1/50,000 ширина человеческих волос. Ученые знали, что электрический ток, введенный в проводе, будет тянуть ток в другом соседнем проводе. Команда Флэйтта рассуждала, что те же самые эффекты могут сохраняться для магнитного тока в магнитных слоях.
В магнитном веществе, таком как железо, каждый атом действует как маленький, отдельный магнит. Эти атомные магниты имеют тенденцию указывать в том же самом направлении, как множество крошечных компасов, зафиксированных на общем магнитном пункте. Но малейшее волнение к направлению всего одного из этих атомных магнитов бросает всю группу в беспорядок: коллективная магнитная сила в уменьшениях группы.
Наименьшее отдельное волнение называют магнонным.Flatte и его команда сообщают, что устойчивый магнонный ток, введенный в одно железо магнитный слой, произведет магнонный ток во втором слое – в том же самом самолете слоя, но под углом к введенному току.
Они предлагают, чтобы электронные вращения, нарушенные в слое, где ток был введен, участвовали в своего рода «взаимном разговоре» с вращениями в другом слое, проявив силу, которая тащит вращения для поездки.«Что является захватывающим, Вы, получают этот ответ (в слое без введенного тока), даже при том, что нет никакой физической связи между слоями», говорит Флэйтт, преподаватель в физическом факультете и директор Оптического Центра Науки и техники в UI. «Это – физическая реакция через электромагнитную радиацию».То, как электроны в одном слое сообщают и диктуют действие электронам в отдельном слое, несколько странно.Возьмите электричество: Когда электрический ток течет в одном проводе, взаимное трение тянет ток в соседнем проводе.
На квантовом уровне физические движущие силы, кажется, отличаются. Предположите, что у каждого электрона в теле есть внутренний стержневой магнит, крошечный своего рода компас. В магнитном материале выровнены те внутренние стержневые магниты. Когда тепло или ток применены к телу, компасы электронов изменены местоположение, создав магнитную волну вращения, которая прокатилась по телу.
В теоретическом случае, изученном Flatte, волнение к телу волнует magnons в одном слое, которые тогда оказывают влияние на другой слой, создавая волну вращения в другом слое, даже при том, что это физически отдельное.«Это поворачивается, там тот же самый эффект с волнами вращения», говорит Флэйтт.Среди способствующих авторов Тяньюй Лю с физикой и отделом астрономии в UI и Джованни Виньале в Университете Миссури, Колумбии.
Американский Национальный научный фонд финансировал исследование через гранты Центру Материалов На стадии становления.