磁性材料中的章动现象的首次观察-使数字技术更快，更高效的基础

一个国际科学家团队首次设法观察到磁性材料自旋的“扭曲”（旋进过程中轴的振动）。测得的章动周期约为一皮秒。该发现由《自然物理学》发表。

世界上大部分的“记忆”以及我们所有的数字活动都是基于介质，硬盘，在这些介质中，信息由于磁化而通过将电子的旋转方向朝一个方向或相反方向进行编码。

由意大利物理学家斯特凡诺·博内蒂（Stefano Bonetti），威尼斯卡弗斯卡里大学和斯德哥尔摩大学教授组成的国际科学家团队首次设法观察到磁性材料中这些自旋的“扭曲”，即它们的振荡进动时的轴。测得的章动周期约为1皮秒：十亿分之一秒的千分之一。该发现最近由《自然物理学》发表。

自旋轴与旋转的任何物体一样，从旋转的陀螺到行星，都执行章动和进动。在这项研究中，物理学家通过实验观察到，磁自旋轴的章动速度比进动快1000倍，这与地球的比率非常相似。

关于自旋迄今未知的物理特性的这一新发现是使数字技术变得更快，更紧凑，更高效的研究基础。要以千分之十亿分之一秒的时间尺度来操纵这些现象，我们首先需要知道它们的动力学，包括惯性动力学。

一个国际科学家团队首次设法观察到磁性材料自旋的“扭曲”（旋进过程中轴的振动）。测得的章动周期约为一皮秒。该发现由《自然物理学》发表。

“这是磁自旋惯性运动的第一个直接和实验证据，”协调ERC超快磁性项目的Stefano Bonetti解释说，“其影响将影响例如存储人类几乎所有数字信息的数据中心以北极向上或向下的位进行编码，从而对计算机0和1进行编码。当这些旋转反转以写入信息时，岁差和章动也将起作用。随着转速的增加，知道章动周期变得至关重要。

对这些运动的首次观察为提高数字活动效率的新技术铺平了道路，而数字活动在所有人类活动中都记录了最高的能耗增长。”

本实验

该实验需要与德国的几个欧洲科学实验室（Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf，开姆尼茨工业大学，杜伊斯堡-埃森大学，德国航空航天中心（DLR），柏林工业大学），法国（ÉcolePolytechnique）和意大利（Federico II）合作那不勒斯大学和那不勒斯的“ Parthenope”大学，其关键测量在德国德累斯顿-罗森多夫的亥姆霍兹研究中心进行。

在这个中心，TELBE实验室能够产生实验所需的强烈太赫兹辐射（即微波和红外之间的频率范围）。由Stefano Bonetti领导的小组是最早使用该实验室并帮助开发实际机器的小组之一。

Ca'Foscari的物理学家说：“第一个实验是具有挑战性的，但是几年之后，该机器已经以很高的性能运行了。这些测量是在一年中的三种不同情况下进行的，目的是检查这种前所未有的效果的可重复性。”

斯蒂芬诺·博内蒂（Stefano Bonetti）的活动是威尼斯大学对分子科学和纳米系统学系的科学研究和教学进行更广泛投资的一部分。从本学年开始，该部门将启动工程物理学位课程，该课程由博内蒂（Bonetti）协调，他本人是物理工程师：“科学一直在发展，谁知道我们将在十年后探索什么，但是新学位课程的想法恰恰是为新一代科学家做好准备，他们将为未来的挑战做好准备。”

参考：Kumar Neeraj，Nilesh Awari，Sergey Kovalev，Debanjan Polley，Nanna ZhouHagström，Sri Sai Phani Kanth Arekapudi，Anna Semisalova，Killian Lenz，Bertram Green，Jan-Christoph Deinert，Igor Ilyakov，Min Chen，“铁磁体的惯性自旋动力学” Mohammed Bawatna，Valentino Scalera，Massimiliano d'Aquino，Claudio Serpico，Olav Hellwig，Jean-Eric Wegrowe，Michael Gensch和Stefano Bonetti，2020年9月28日，自然物理学。
10.1038 / s41567-020-01040-y