הוכחה תיאוריה של זיכרון מגנטי בחומרים דו-ממדיים – כעת מצפים לגדילה של קיבולת ה-HDD.

גבול ניסיוני חדש: מחזור מלא של מצבי מגנטיים יוצאי דופן אותר בחומר זעיר אטומי

פיזיקאים מאוניברסיטת טקסס באוסטין תיעדו לראשונה את ההתפתחות המלאה והמשכית של שני מצבים מגנטיים ייחודיים, שהיו קיומם רק כשלב נפרד. הניסוי אפשר ליצור "איונים" מגנטיים יציבים בגודל כמה ננומטרים בלבד – צעד לקראת מאגרי נתונים צפופים עתידיים.

מה אותר?
1. שלב BKT (ברזינסקי‑קוסטרליץ'‑טולס)

כאשר החומר זעיר דו-מימדי מקורר בטווח -150 °C עד -130 °C, הוא מתהפך למצב BKT. במצב זה רגעים מגנטיים יוצרים זוגות של סיבובים מקושרים המסתובבים בכיוונים מנוגדים. כל סיבוב מוגבל לגודל כמה ננומטרים.

2. שלב השעון שש-מצבי

בהמשך הקירור, החומר מתהפך לשלב השני – מצב סדרתי שש‑מצבי (ששעון שש מצבים). רגעי מגנטיים מקבלים אחת מששת כיוונים אפשריים, דומים לאותיות שעון. המצבים הללו יציבים וארוכי טווח, מה שהופך אותם לניתנים לשימוש בהקלטת מידע.

שני השלבים – חזקים זה את השני – נצפו בעבר בנפרד, אך מעגל מלא עדיין לא הועתק על ידי אף אחד.

חומר ושיטות
הניסוי בוצע בכ crystal של תרסוליד ניטריל‑פוספור (NiPS₃). התוצאות מאושרות הן תאורטית והן ניסויית באמצעות מיקרופולרימטריה אופטי לא ליניארי.

חשיבות מדעית
- מחזקת מודלים יסודיים של מגנטיות דו‑ממדית ופיזיקה טופולוגית.
- תורמת את תרומתו של המדען הסובייטי ודיום ברזינסקי, מייסד המעבר BKT, נתמכת בנתונים מעשיים. פרס נובל 2016 נענע לקוסטרליץ' וטולס על פיתוח התיאוריה.
- הדגמה של סיבובים מגנטיים זעירים יציבים במערכת דו‑ממדית נקייה מצפתים חדשים לשליטה במגנטיות ברמת האטום.

הסתכלות לעתיד
המדענים מתכננים לחפש חומרים שבהם השלבים יוצאי דופן יתייצבו בטמפרטורות גבוהות יותר – קרובות לחדר. זה יכול להוביל ליצירת מכשירים מגנטיים זעירים סופר‑קומפקטיים, פריצות בתחום הספינטרוניקה וטכנולוגיות אחסון נתונים חדשות.