به گزارش پایگاه اطلاع رسانی جاده مخصوص در پژوهشی پیشگامانه که توسط فیزیک‌دانان MIT انجام شده، برای نخستین‌بار نوعی جدید از مغناطیس به‌نام «مغناطیس p-موجی» (p-wave magnetism) مشاهده شده است.این پدیده نوظهور می‌تواند در آینده به توسعه‌ی حافظه‌های مغناطیسی سریع‌تر، فشرده‌تر و کم‌مصرف‌تر در فناوری اسپینترونیک منجر شود.
ماهیت مغناطیس p-موجی
این نوع مغناطیس ترکیبی از دو حالت کلاسیک مغناطیس است: فرومغناطیس (مانند آهنربای یخچال) که در آن الکترون‌ها جهت اسپین یکسانی دارند، و آنتی‌فرومغناطیس که در آن اسپین‌ها در جهت‌های مخالف قرار گرفته و در مقیاس کلان میدان مغناطیسی خنثی می‌شود. در حالت p-موجی که در ماده‌ی دوبعدی یدید نیکل (NiI₂) کشف شده، اسپین الکترون‌های نیکل نه کاملاً موازی و نه کاملاً متضاد هستند، بلکه الگوی مارپیچی خاصی را تشکیل می‌دهند که دو نسخه‌ی قرینه از آن (چپ‌گرد و راست‌گرد) وجود دارد.
ویژگی منحصر به‌فرد: سوئیچ‌پذیری الکتریکی
ویژگی کلیدی این مغناطیس مارپیچی این است که می‌توان با اعمال یک میدان الکتریکی ضعیف، جهت مارپیچ اسپین‌ها را وارونه کرد؛ به عبارتی، بین نسخه‌های چپ‌دست و راست‌دست مغناطیس جابجا شد. این پدیده به‌صورت مؤثر باعث “سوئیچ اسپین” می‌شود؛ یعنی می‌توان جهت اسپین الکترون‌ها را تنها با اعمال ولتاژ کنترل کرد، بدون نیاز به میدان مغناطیسی.
اهمیت در اسپینترونیک
در فناوری اسپینترونیک، به‌جای بار الکتریکی، از اسپین الکترون‌ها برای ذخیره و پردازش اطلاعات استفاده می‌شود. چون حرکت اسپین‌ها برخلاف جریان الکترونی گرما تولید نمی‌کند، این روش بسیار کم‌مصرف‌تر است. با کشف این مغناطیس p-موجی، راه برای طراحی حافظه‌های مغناطیسی غیرفرّار و بسیار سریع هموار می‌شود که انرژی مصرفی آن‌ها تا پنج مرتبه‌ی ده‌دهی کمتر از روش‌های فعلی است.
آزمایش و تأیید
تیم تحقیقاتی لایه‌های نازکی از NiI₂ را ساخته و با تابش نور قطبیده‌ی دایره‌ای، توانستند جهت اسپین الکترون‌ها را در ارتباط با جهت مارپیچ اسپین نیکل‌ها آشکارسازی کنند. آن‌ها نشان دادند که چرخش نور و اسپین‌ها هم‌راستا هستند، که نشانه‌ی قطعی وجود مغناطیس p-موجی است.
محدودیت فعلی و افق آینده
در حال حاضر، این اثر تنها در دمای بسیار پایین (حدود ۶۰ کلوین) مشاهده شده است که برای استفاده‌ی عملی محدودیت ایجاد می‌کند. اما اکنون که این حالت جدید مغناطیسی به‌طور تجربی تأیید شده، جست‌وجو برای موادی با ویژگی مشابه در دمای اتاق آغاز شده است _ گامی که می‌تواند انقلابی در فناوری حافظه‌های مغناطیسی ایجاد کند.
در مجموع، این دستاورد نه‌تنها یک پدیده‌ی بنیادین فیزیکی را آشکار کرده، بلکه زمینه‌ساز نسل جدیدی از دستگاه‌های الکترونیکی خواهد بود که سریع‌تر، کوچک‌تر، و بسیار کم‌مصرف‌تر هستند.
