นักฟิสิกส์ได้ผลักอิเล็กตรอนเพื่อเปลี่ยนการหมุนของพวกเขาในเพียงสี่พันล้านของวินาทีที่เร็วที่สุดเท่าที่เคยมีมาและความสำเร็จด้านวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่อาจนำไปสู่การประมวลผลและการจัดเก็บคอมพิวเตอร์ที่เร็วขึ้น
อิเล็กตรอนมีคุณสมบัติพื้นฐานสามประการ ได้แก่ มวลประจุไฟฟ้าและการหมุน การหมุนเป็นรูปแบบของโมเมนตัมเชิงมุมซึ่งเกี่ยวข้องกับวิธีที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ นิวเคลียสของอะตอม การหมุนของอิเล็กตรอนมีสองรสชาติ: ขึ้นและลง
การจัดการอิเล็กตรอนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการคำนวณเนื่องจากการจัดเก็บข้อมูลส่วนใหญ่วันนี้เป็นแม่เหล็กและต้องอาศัยการจัดเรียงการหมุนของอิเล็กตรอนในวัสดุ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเทคโนโลยีใหม่ที่รู้จักกันในชื่อสปินโทนิกส์ได้เกิดขึ้นที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อควบคุมทั้งการหมุนและประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนเพื่อปรับปรุงวิธีการจัดเก็บข้อมูล เทคโนโลยีขึ้นอยู่กับการสลับสนามแม่เหล็กอย่างรวดเร็วซึ่งตอนนี้สามารถทำได้ภายในสี่พันล้านของวินาทีการศึกษาใหม่แสดงให้เห็น
“ เราอาจคาดหวังว่าการเขียนที่เร็วขึ้นในฮาร์ดไดรฟ์และอ่านและเขียนได้เร็วขึ้นใน [หน่วยความจำคอมพิวเตอร์]ด้วยการใช้พลังงานน้อยลง "Jigang Wang นักฟิสิกส์ของ Ames Laboratory ในรัฐไอโอวาและผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวันนี้ (3 เมษายน) ในวารสารธรรมชาติคุณสามารถใช้เทคโนโลยีสักวันหนึ่งเพื่อแสดงภาพยนตร์ HD ที่รวดเร็วมาก
นักวิจัย Spintronics ต้องเผชิญกับอุปสรรค์ของการหาวิธีการเปลี่ยนจากความเร็ว Gigahertz ของหน่วยความจำคอมพิวเตอร์และระบบลอจิกทั่วไปในปัจจุบันไปจนถึงความเร็ว Terahertz การทำเช่นนั้นต้องมีความเข้าใจในสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการสลับแม่เหล็กในช่วงเวลาสั้น ๆ -Twisted Physics: 7 การค้นพบที่น่าเหลือเชื่อ-
ในการสำรวจสิ่งนี้วังและเพื่อนร่วมงานของเขาส่องแสงพัลส์สั้น ๆ ของแสงเลเซอร์บนวัสดุแม่เหล็กที่ผิดปกติชนอะตอมในวัสดุให้กลายเป็นสถานะที่ตื่นเต้นและเปลี่ยนสปินของพวกเขา “ ถ้าคุณเปลี่ยนส่วนเล็ก ๆ ของพวกเขาคุณจะเปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุอย่างมาก” วังกล่าว
แม้ว่าความสำเร็จที่แท้จริงกำลังทำสิ่งนี้เร็วกว่าเทคโนโลยีปัจจุบันประมาณพันเท่า เพื่อให้เห็นภาพว่าวัสดุเปลี่ยนคุณสมบัติแม่เหล็กของมันอย่างไรนักวิทยาศาสตร์ใช้การถ่ายภาพชนิดพิเศษเพื่อถ่ายภาพรวมของกระบวนการ - คล้ายกับถ่ายภาพใต้แสงแฟลช- ด้วยการใช้เทคนิคนี้นักวิจัยเห็นว่าการสะกดจิตเริ่มพัฒนาอย่างไรในช่วงพัลส์เลเซอร์
ในช่วงเวลาสั้น ๆ เหล่านี้อุณหพลศาสตร์ทั่วไปไม่สำคัญและกลศาสตร์ควอนตัมใช้เวลามากกว่าวังกล่าว เพื่อนร่วมงานของวังที่มหาวิทยาลัยครีตในกรีซพัฒนาทฤษฎีเพื่ออธิบายว่าการสลับแม่เหล็กเร็วเกิดขึ้นได้อย่างไร
ตอนนี้นี่เป็นวิทยาศาสตร์พื้นฐานมากวังกล่าว มีทางยาวไปก่อนที่จะสามารถปรับให้เหมาะสมสำหรับใช้ในคอมพิวเตอร์เชิงพาณิชย์ เขาปฏิเสธที่จะคาดเดาว่าจะมีเทคโนโลยีเมื่อใดแทนที่จะอ้างถึงนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียง Michael Faraday ซึ่งเมื่อถูกถามเกี่ยวกับการใช้แม่เหล็กไฟฟ้าตอบว่า "เด็กทารกแรกเกิดใช้อะไรบ้าง?"
ติดตามลูอิสถามบนTwitterและGoogle+- ติดตามเรา@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-
