Kvantgenombrott

När laserljus gör material magnetiska

Kvantteknologins potential är enorm men är idag till stor del begränsad till laboratoriernas extremt kalla miljöer. Nu har forskare vid Stockholms universitet, Nordiska institutet för teoretisk fysik och Ca’ Foscari-universitetet lyckats visa hur man med hjälp av laserljus kan framkalla kvantbeteenden i rumstemperatur – och få icke magnetiska material att bli magnetiska. Genombrottet förväntas bana väg för snabbare och mer energieffektiva datorer, informationsöverföring och datalagring.

Inom ett par decennier förväntas kvantteknologins framfart revolutionera flera viktiga samhällsområden och bana väg för helt nya teknologiska möjligheter inom kommunikation och energi. Av speciellt intresse är kvantpartiklarnas egendomliga och bisarra egenskaper – som avviker helt från den klassiska fysikens lagar och kan få material att bli magnetiska eller supraledande. Genom att öka förståelsen för exakt hur och varför den här typen av kvanttillstånd uppstår är målet att kunna kontrollera och manipulera material till att få kvantmekaniska egenskaper.

Hittills har forskarna endast lyckats skapa kvantbeteenden, såsom magnetism och supraledning, vid extremt kalla temperaturer. Kvantforskningens potential är därför än så länge begränsad till laboratoriemiljöer.

Nu har forskare från Stockholms universitet, Nordiska institutet för teoretisk fysik (NORDITA)*, University of Connecticut, SLAC National Accelerator Laboratory i USA, National Institute for Materials Science i Tsukuba i Japan, Elettra-Sincrotrone Trieste, ‘Sapienza’ University of Rome och Ca’ Foscari-universitetet i Venedig för första gången någonsin kunnat visa hur man med hjälp av laserljus kan framkalla magnetism i ett icke magnetiskt material i rumstemperatur. I studien, publicerad i Nature, har forskarna utsatt ett kvantmaterial baserat på titan och strontium för korta men intensiva laserstrålar – och på så sätt framkallat magnetism.

– Vår nya metod bygger på att ljuset stör och ”lurar” atomer och elektroner i det här materialet och får dem att cirkulera i strömmar som gör det lika magnetiskt som en kylskåpsmagnet. Vi har kunnat göra det genom att utveckla en ny ljuskälla i fjärrinfrarött med en polarisation med "korkskruvs"-form. Det här är första gången vi under ett experiment har kunnat framkalla och tydligt se hur materialet blir magnetiskt i vanlig rumstemperatur. Dessutom tillåter vår metod att göra magnetiska material av många isolatorer, eftersom magneter vanligtvis är gjorda av metaller. På sikt öppnar detta för helt nya tillämpningar i samhället, säger forskningsledaren Stefano Bonetti vid Stockholms universitet och Ca’ Foscari-universitetet i Venedig.

Metoden bygger på teorin om ”dynamisk multiferrocitet” som säger att när titanatomer ”rörs om” med cirkulärt polariserat ljus i en oxid baserad på titan och strontium kommer ett magnetfält att bildas. Men det är först nu som teorin kan bekräftas i praktiken. Genombrottet förväntas kunna få bred tillämpning inom flera informationsteknologier.

– Det här öppnar upp för ultrasnabba magnetiska strömbrytare som kan användas för snabbare informationsöverföring och betydligt bättre datalagring, och för datorer som är betydligt snabbare och mer energieffektiva, säger Alexander Balatsky, professor i fysik vid NORDITA.

Faktum är att de resultat som nu publiceras redan har reproducerats i flera andra laboratorier. En artikel i samma nummer av Nature visar att detta tillvägagångssätt kan användas för att skriva, och därmed lagra, magnetisk information.

Kontakt:
Stefano Bonetti, forskare vid Fysikum, Stockholms universitet, och professor i kondenserade materiens fysik vid Ca’ Foscari-universitetet i Venedig.
E-post: stefano.bonetti@fysik.su.se
Tfn: 08-553 786 55

Alexander Balatsky, professor i fysik vid Nordiska institutet för teoretisk fysik (NORDITA), och vid University of Connecticut.
E-post: avb@nordita.org
Tfn: 0701-917 870

Läs studien i Nature: Terahertz electric-field-driven dynamical multiferroicity in SrTiO3
DOI: 10.1038/s41586-024-07175-9

Forskningsprojektet har finansierats av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse och ett ERC Synergy Grant.

* Nordiska institutet för teoretisk fysik (NORDITA) är ett samarbete mellan de fem nordiska länderna. Sedan 2007 är Nordita lokaliserat till universitetsområdet Albanova i Stockholm med Stockholms universitet och Kungliga Tekniska högskolan som värduniversitetet.

Presstjänsten
Stockholms universitet, centralt
press@su.se
08-16 40 90

4/11/2024 - Industritorget

Latest news

Kvantgenombrott

LATEST NEWS

Inducore förvärvar Swepart Transmission

BB732-basplattor för precisionsborrning

Rätt VCI-förpackning för din produktion

Avancerad optisk metro­logi för extrem precision

Ströman Maskin lanserar CityCat VR17e

Europeiska kantpressar lyfter plåtbearbetning

Ren och exotisk lösning för livsmedel

Smarta tips för bättre avfallshantering

Så organiserar du ditt kontor

AI-kapprustning föränd­rar cyberbrottsligheten

Southco lanserar nytt kompressionslås

Akustik avgörande i Lidingös nya simhall

Asbestutbildning

Skydda dig mot giftig svetsrök

Framtidssäkrad energi­lagring för infrastruktur

Svensk isolering till Finlands topphus

Robusta fotpedaler för krävande industrimiljöer

Cognizant ledande inom AI-tjänster

Snökedjor för lastbilar

Vad händer med ditt företag vid en bodelning?

Klaravik bygger upp maskinmuseum i lego

Redskap för Hjullastare och Kompaktlastare

Lägeställare

Smidig märkning för proffsinstallationer

Reliability Assessments

Silikongummi

Wexøe säljer två divisioner till UTU

Gravlund stärker greppet om fitnessbranschen

Ny generation av 3D-scanning

Smart säkerhet för vertikala axlar

ASSA ABLOY certifieras enligt ISO 27001

Junora lanserar årets jultävling!

Luftkvalitetsövervakning på vintern

OEM Automatic blir igus totalleverantör

MetaCompliance köper Junglemap och växer

Puts & Tegel bygger framtidens kontor

Ny encoder ger maximal positionsprecision

Popular articles

Nästan hälften av all nätverk är föråldrade

FPT Sete Lagoas firar 25 år

Cern väljer KNF för ren gasblandning

Ny uppdatering på Industritorget.se 1.2.1

Gummibussningar efter kundens behov

Vi gläder oss åt 50 jular gångna

MiR-robot automatiserar pallflöde effektivt

Maskin Fransson leverer­ar fler QUASER-maskiner

Wingefors blir traktorägare

Fallskydd

Kaffeguide

Vägen mot digital suveränitet

Sprid glädje på företaget i jul

Hem och visningshus i ett

Hur vädret påverkar din inomhusluftkvalitet

ASSA ABLOY köper Sargent and Greenleaf

Vattenskärning

KSL Trading växlar upp

Pluggar och skyddshylsor i industrin

Välj rätt nivåsensor för varje vätska

CASE Z

Zoom och NORDUnet utökar partnerskap

Sariki Precision Center

LEMO lanserar REDEL SP IP68-serien

Phoxi 3D scanner Gen3

Meltolit levererar slitplåt med topprestanda

Stark vidhäftning och hög friktion

Lär dig mer om transientskydd

Förbered hemmet inför vinterrenovering

Southco lanserar EC Damping Hinge

Ethernet-APL inom processkontroll

Maximal insikt och smidig fjärrdiagnostik

Amazon lanserar uppsättning AI-verktyg

Två pastor som täcker alla behov!

Driftsäkra kabelkontakter

Become member

Advertising & marketing

Digital media production

industritorget.com

Avancerad optisk metrologi för extrem precision

AI-kapprustning förändrar cyberbrottsligheten

Framtidssäkrad energilagring för infrastruktur

Maskin Fransson levererar fler QUASER-maskiner