Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Tým fyziků ověřil existenci jevu, který pomůže při výrobě čipů

Vezmete altermagnet, dáte ho pod rentgen, měníte polarizační filtr a pozorujete, jak materiál pohlcuje světlo.

Zní to skoro jako pokus z běžné hodiny fyziky, jde však o průlomový experiment, jehož výsledkem je pozoruhodný objev fyziků z Masarykovy univerzity, Akademie věd ČR (AV ČR), Metropolitní univerzity v Ósace a University of Nottingham.

Před půl rokem mezinárodní tým vědců zbořil v článku publikovaném v časopise Nature tradiční představu o dělení magnetismu na dvě větve – několik tisíciletí známou feromagnetickou a přibližně před 100 lety objevenou antiferomagnetickou.

Výzkumníkům se nyní podařilo experimentálně prokázat třetí  větev – altermagnetickou – teoreticky předpovězenou vědci z Prahy a Mohuče před několika lety.

Pojmosloví

Pod pojmem magnet si obvykle představíme feromagnet, který má silné magnetické pole, díky němuž udrží nákupní seznam na lednici nebo umožní funkci elektromotoru v elektrickém automobilu.

Magnetické pole feromagnetu vzniká, když je magnetické pole milionů jeho atomů sladěno ve stejném směru.

Toto magnetické pole lze také využít k modulaci elektrického proudu v součástkách IT. Feromagnetické pole zároveň ale představuje vážné omezení prostorové a časové škálovatelnosti součástek.

Významná pozornost výzkumu posledních let se tak upnula k druhé, antiferomagnetické větvi.

Antiferomagnety jsou méně známé, ale v přírodě mnohem běžnější materiály, ve kterých se směry atomových magnetických polí na sousedních atomech střídají podobně jako bílá a černá barva na šachovnici.

Antiferomagnety tedy jako celek nevytvářejí nežádoucí magnetická pole, ale bohužel jsou natolik antimagnetické, že zatím nenašly uplatnění v IT.

Altermagnety kombinují „neslučitelné“ přednosti

A poslední altermagnety si můžeme představit jako magnetické uspořádání, kde se střídají nejen směry magnetických polí na sousedních atomech, ale také se střídá prostorová orientace atomů v krystalu.

Nicméně vnitřní magnetická pole modulují elektrický proud obdobně jako u feromagnetů. Tato kombinace vlastností je potenciálně velmi atraktivní právě pro aplikace v budoucí ultraškálovatelné nanoelektronice.

„Nedávno předpovězené altermagnety kombinují přednosti feromagnetů a antiferomagnetů, které byly považovány za principiálně neslučitelné, a navíc mají také další jedinečné přednosti, jež se v ostatních větvích nevyskytují,” řekl Tomáš Jungwirth z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR.

Vědci navíc identifikovali více než 200 materiálových kandidátů na altermagnetismus s vlastnostmi pokrývajícími izolanty, polovodiče, kovy, a dokonce supravodiče.

Výzkumné skupiny mnohé z těchto materiálů v minulosti zkoumaly, ale jejich altermagnetická povaha jim zůstala ukryta.

V altermagnetech na sousedních magnetických atomech alternují nejen směry spinové polarizace (znázorněné fialovou a modrou barvou), ale také samotné tvary atomu (znázorněné nakloněním čínkovitě tvarovaných elektronových hustot do dvou různých směrů). Modrý paprsek znázorňuje fotoemisni experiment na synchrotronu, který byl použití k prokázání altermagnetismu. | foto: Libor Šmejkal, Anna Birk Hellenes
V altermagnetech na sousedních magnetických atomech alternují nejen směry spinové polarizace (znázorněné fialovou a modrou barvou), ale také samotné tvary atomu (znázorněné nakloněním čínkovitě tvarovaných elektronových hustot do dvou různých směrů). Modrý paprsek znázorňuje fotoemisni experiment na synchrotronu, který byl použití k prokázání altermagnetismu. | foto: Libor Šmejkal, Anna Birk Hellenes

Z Prahy do Brna

To, co popsali pražští vědci z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, nyní ověřili jejich kolegové z Masarykovy univerzity, Akademie věd ČR (AV ČR), Metropolitní univerzity v Ósace a University of Nottingham.

Popsaný jev, který se nazývá magnetický cirkulární dichroismus, spočívá v tom, že pohlcování světla se liší podle polarizace použitého světla. Běžně se tento jev používá ke studiu obvyklého magnetismu (feromagnetů).

Jedinečnost nového objevu spočívá v tom, že nyní byl dichroismus poprvé pozorován u materiálu, jenž je navenek nemagnetický a jehož všechny magnetické momenty jsou rovnoběžné, konkrétně u altermagnetu tvořeného tenkou vrstvou teluridu manganu (MnTe).

O svém výzkumu a pozorování informoval mezinárodní tým vědců v časopise Physical Review Letters.

„Zatímco u feromagnetu směřují magnetické momenty jednotlivých atomů stejným směrem, u altermagnetu se jejich orientace střídá, takže se navenek materiál jeví jako nemagnetický,“ vysvětluje základní rozdíl Jan Kuneš z Ústavy fyziky kondenzovaných látek Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity.

Netušené možnosti

Altermagnety jsou materiály, které podle vědců představují nadějnou platformou např. pro novu generaci paměťových zařízení a jejich průmyslovou výrobu, nejsou citlivé na rušivá magnetická pole, samy žádné rušivé pole nebudí.

„Mohly by mít velmi praktické využití např. při výrobě čipů, které by byly odolnější proti magnetickému poli a možnému znehodnocení,“ zamýšlí se profesor Kuneš.

Tzv. spintronické nanosoučástky založené na altermagnetech by pak mohly přinést prvky s výrazně vyšší rychlostí procesů.

Že se u spintroniky nejedná o pouhé teorie, naznačuje již její využití např. u čtecích (snímacích) hlav některých elektronických zařízení nebo v pamětech typu MRAM.

Cirkulární dichroismus je rozdílná absorpce levotočivě a pravotočivě polarizovaného záření. Znázorněna je struktura MnTe s vyznačenými magnetickými momenty. Autorem ilustrace: FZÚ AV ČR.
Cirkulární dichroismus je rozdílná absorpce levotočivě a pravotočivě polarizovaného záření. Znázorněna je struktura MnTe s vyznačenými magnetickými momenty. Autorem ilustrace: FZÚ AV ČR.

Otisk prstu magnetického uspořádání

Experimentální pozorování dichroismu navázalo na teoretickou předpověď a kvantově mechanický výpočet závislosti na vlnové délce použitého rentgenového záření, který provedl Atsushi Hariki z Metropolitní univerzity v Ósace.

„Spektrální závislost tohoto jevu lze považovat za jakýsi otisk prstu magnetického uspořádání,“ hodnotí své vysoce přesné modely japonský teoretik.

Aby mohli vědci experimentálně potvrdit své výpočty a teorie, připravili na Nottinghamské univerzitě tenké vrstvy MnTe a v ultravysokém vakuu je převezli téměř 200 kilometrů do britské národní laboratoře synchrotronového rentgenového zařízení Diamond Light Source poblíž Oxfordu.

Světová premiéra

Zařízení synchrotron si můžeme představit jako kruh s obvodem stovek metrů, ve kterém lze urychlovat elektrony na rychlost blízkou rychlosti světla. Tehdy vzniká intenzivní záření, např. rentgenové.

Tomuto záření vystavili fyzici vrstvu teluridu manganu a postupně měnili vlnovou délku záření. Následně měřili rozdíly v absorpci pravotočivě a levotočivě polarizovaného světla.

„Když se signál ve spektrech vynořil z šumu pozadí, pozoruhodně dobře souhlasil s teoretickou předpovědí,“ popisuje výsledek experimentu britský fyzik Kevin Edmonds z Nottinghamské univerzity.

„Experimenty provedené v synchrotronu nejenže potvrdily teoretickou předpověď, ale navíc představují světově první pozorování tohoto jevu,“ objasňuje význam objevu spoluautor teoretické části výzkumu, fyzik Jan Kuneš z Masarykovy univerzity.

Související články
Z nejnovější studie, která zmapovala výskyt planých rostlin na území Brna, vyplývá, že ve městě se vyskytuje 1 492 druhů planých nebo samovolně zplanělých rostlin, z nichž 255 patří mezi ohrožené druhy. Tým botaniků z Masarykovy univerzity pod vedením Zdeňky Lososové na studii pracoval více než 10 let a rozšíření druhů zdokumentoval na jednotlivých mapách. […]
Říká se, že není malých rolí. A že i nicotný jedinec může dokázat velké věci. To se potvrdilo v savaně v Keni, kdy jeden druh mravenců zapříčinil malou změnu v přírodním prostředí, která ale měla dalekosáhlé důsledky.   Celá desetiletí působil a žil na pastvinách v africké Keni původní druh mravenců akátových (Crematogaster). Ten svými […]
Tým botaniků odhalil významné změny v rozšíření druhů české květeny. Jejich studie analyzovala ústup i šíření jednotlivých druhů flóry na českém území od roku 1960. Nová studie vznikla na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity ve spolupráci s Botanickým ústavem Akademie věd ČR, Univerzitou Karlovou a Vídeňskou univerzitou a byla publikována v mezinárodním odborném časopise Biological Conservation. […]
Služba Copernicus Climate Change Service (C3S), financovaná Evropskou komisí, uvedla, že květen 2024 byl celosvětově nejteplejším květnem v historii měření, s globální průměrnou teplotou vzduchu při zemském povrchu o 0,65 °C vyšší, než je průměr z let 1991–2020. To představuje už 12 po sobě jdoucích měsíců, kdy globální průměrná teplota dosáhla rekordní hodnoty pro příslušný […]
reklama
Historie
Mlčenlivý strašil Španěly
Vůdce povstání a miláček národa stačí jen položit nohu na první stupeň schodiště svého paláce, když zazní tři rány z pistole. Vilém Oranžský, který sjednotil svou zemi proti španělské nadvládě, je na místě mrtev.   Ve druhé polovině 16. století úpí nizozemské provincie pod španělskou mocí. Král Filip II. Španělský (1527–1598) se je snaží proměnit v ortodoxně katolickou […]
Králův domeček: Fridrich II. manželku do Sanssouci nepouštěl
Fridrich II. zuřivě čmárá cosi na papír a von Knobelsdorff je bledý jako stěna. „Výsosti, to je prevence proti vlhkosti!“ osmělí se namítnout. „Žádné patro, žádné schody,“ rozčílí se král. Uznávaný architekt dostane výpověď.   S rokem 1740 a smrtí svého despotického otce se Fridrich II. (1712–1786) stává pruským králem, a hlavně svým pánem. Dává […]
Města zaplavily gangy malých kolportérů
„Mnoho mužů může najít zaměstnání prodejem novin.“ Těmito slovy začíná Benjamin Day, vydavatel deníku New York Sun, v roce 1833 inzerát, v němž hledá kolportéry pro své noviny…K jeho překvapení se však nepřihlásí žádný dospělý, ale desetiletý chlapec!   Za prvního kolportéra, pouličního prodavače novin, lze považovat irského imigranta Bernarda Flahertyho (1824–1876), jenž zareagoval na […]
Udělal Galileo z papeže hlupáka?
Devětašedesátiletý učenec stojí v síni římského kláštera při kostelu Santa Maria sopra Minerva proti inkvizičnímu tribunálu. Své učení ze strachu odvolá, ale svobodného bádání se nikdy nevzdá!   Synové často přejímají povolání svých otců, a pokud by tomu tak bylo i v případě Galilea Galileiho (1564–1642), stal by se hudebníkem. Stejně jako otec je i on skvělým […]
Zajímavosti
Nepostradatelné mýdlo: Kdy jsme se začali mydlit?
Naši předkové nemají k dispozici moderní technologie, které by jim usnadnily život. Nezbývá jim, než se více rozhlížet kolem sebe a všímat si i maličkostí. Třeba když si opékají maso: kdyby je zajímalo jen to, jak se dobře najíst, výroba mýdla by se zřejmě vyvíjela jinak.   Mýdlo totiž pravděpodobně vznikne jako vedlejší produkt opékání […]
Kdy pojedeme do vesmírného hotelu?
Chystáte se na vánoční dovolenou a chtěli byste opravdovou exotiku? Pokud ještě pár let počkáte a budete zatím šetřit, můžete vyrazit i do vesmíru. Už brzy by totiž oběžná dráha měla být plná hotelů!   Počátek 21. století přinese nový trend – vesmírný turismus. Miliardáři jsou ochotni zaplatit nepřestavitelné částky za pobyt na Mezinárodní vesmírní […]
Monolity Pumapunku: Přesnost, která udivuje dodnes
V departementu La Paz najdete jednu z nejvýznamnějších archeologických lokalit Bolívie. Bývalé andské město Tiwanaku. Necelý kilometr od něj leží nejzáhadnější část – Pumapunku, v překladu Brána pumy.   Západobolivijský chrámový komplex objeví již španělští dobyvatelé. „Na jedné z plošin se tyčí mohutná brána a cosi jako okno,“ popíše nám, zřejmě jako první, jezuitský misionář Bernabé Cobo (1582–1657). […]
Camerlengo: Šedá eminence Vatikánu
Kdyby aktuální papež František (*1936) zemřel, církev si co nejdříve zvolí nového Svatého otce. Než se tak ale stane, nezůstane církev bez svého nejvyššího představitele. Odpovědnost přebírá kardinál komoří, v církevním slangu známý jako camerlengo.   Za prvním představitelem musíme hluboko do historie, konkrétně do roku 1073, kdy je zvolen papež Řehoř VII. (1015–1085). Během […]
Záhady a napětí
Nejtajemnější mayský vladař: Byl mimozemského původu?
Rozechvělý archeolog Alberto R. Lhuillier nevěří vlastním očím. Před sebou má sarkofág nejvýznamnějšího mayského vládce. Tím je legendární Pakal, jehož podobiznu je možné spatřit také na víku rakve. Podle dávných mayských životopisců neměl panovník lidský původ. Je možné, že pocházel z jiné galaxie?     Z vrcholku Chrámu nápisů se naskýtá jedinečný pohled na kdysi výstavní indiánskou […]
Příšera pod hladinou norského jezera: Skrývají ji místní před světem?
I Skandinávie má svého tajemného kryptida. Je jím legendární tvor Selma, který má žít v jezeře Seljord, u stejnojmenné obce v regionu norského Telemarku. Ačkoli se prý velmi podobá skotské Nessie z jezera Loch Ness, Selma zdaleka nedosáhla takové popularity u světové veřejnosti. Proč?   Žebřiňák se senem drkotá po kamenité cestě. Vrata statku se […]
Strašidelný pronájem v Salemu: Tamní duchové jsou prý přátelští!
Dům, který si můžete pronajmout na Airbnb, je postaven v roce 1838 v Salemu ve státě Massachusetts ve Spojených státech amerických. Mnoho hostů, kteří v domě zůstali, tvrdí, že v něm straší. Jaká nadpřirozená síla tam přebývá? Původní majitel domu Henry Derby pracoval v malém americkém městečku Salem ve státě Massachusetts jako krejčí až do […]
Vlkodlaci mezi námi? Příběhy o nich sahají až do starověku!
Nejstarší dochovaný příklad přeměny člověka na vlka se údajně nachází v Eposu o Gilgamešovi z doby kolem roku 2100 př.nl. Dodnes však světem kolují příběhy, ve kterých slýcháváme o krvelačném vlkovi, jenž se objevil při úplňku.   Vlkodlak, jak ho nyní známe, se poprvé objevuje ve starověkém Řecku a Římě, v etnografických, poetických a filozofických […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Příroda poslouchá Fibonacciho kód
21stoleti.cz
Příroda poslouchá Fibonacciho kód
Co vypadá jako romantický rozmar evoluce, je ve skutečnosti přísně řízený kalkul. Ladně svinuté spirály rozvíjející se kapradiny nebo úhledně uspořádané šupiny šišky nejsou náhoda, ale aplikovaná mate
Pomocníci pro dokonalý efekt líčení
nejsemsama.cz
Pomocníci pro dokonalý efekt líčení
Proč jsou kosmetické štětce důležité? Kvalitní štětec za vás dokáže udělat velký kus práce, usnadní vám líčení a výsledek bude dokonalý. Každá žena by měla mít alespoň základní sadu kosmetických štětců. Které by ve vaší kosmetické sbírce rozhodně neměly chybět? Na pudr Čím je žena starší, tím opatrněji by měla s pudrem zacházet, silnější vrstva pudru nepěkně
Kolo jako fenomén: Výstava v trutnovské galerii EPO1 propojuje cyklistiku a současné umění
epochanacestach.cz
Kolo jako fenomén: Výstava v trutnovské galerii EPO1 propojuje cyklistiku a současné umění
Ztvárnění bicyklů a jejich role v životě člověka představuje výstava Jízda v Centru současného umění EPO1 v Trutnově ve spolupráci s platformou Sport in Art. Výstava nabízí díla více než čtyř desítek umělců několika generací. Expozice láká na díla sochařů, instalace nebo výtvarné umění. Monumentálně pojatá výstava v prostorách bývalé elektrárny bude nejrozsáhlejší přehlídkou, jaká
Rodinný šperk dokázal čarovat
skutecnepribehy.cz
Rodinný šperk dokázal čarovat
Svět kolem nás je plný náznaků a znamení. Některá z nich nám do života přinesou smutek. Zlomený prsten předpověděl budoucí rozchod! Ráda bych vám pověděla jeden neuvěřitelný příběh, který se stal kdysi v mém mládí. Ovlivnil celý můj život a dodnes o něm často přemýšlím, i když si působení nadpřirozených sil neumím pořádně vysvětlit. Také si říkám,
Nepohodlný maršál Janoušek: O jeho plánu na útěk ví celá StB
historyplus.cz
Nepohodlný maršál Janoušek: O jeho plánu na útěk ví celá StB
Ve dvou válkách bojoval za svobodu své vlasti. Teď ji musí potupně opustit jako nejhorší zločinec. Šedý automobil Aero Minor startuje v podvečer 30. dubna 1948 z Prahy směrem k západním hranicím. Muž na jeho zadním sedadle věří, že po překročení „čáry“ ho čeká konec perzekucí. Události ale dostanou nečekaný směr.   Už delší dobu
Revoluce v domácí IPL epilaci: Braun Skin i-expert
panidomu.cz
Revoluce v domácí IPL epilaci: Braun Skin i-expert
Představte si, že byste mohli mít hladkou pokožku bez námahy s návštěvami kosmetických salonů. Braun přináší revoluci v péči o tělo s Braun Skin i-expert, prvním IPL systémem na světě, který se učí a přizpůsobuje vaší pokožce pomocí umělé inteligence. Tento chytrý IPL epilátor poskytuje personalizované ošetření a zajišťuje, že se rychleji a efektivněji dostanete
Výtečný salát s tuňákem a vejci
tisicereceptu.cz
Výtečný salát s tuňákem a vejci
Tuňák chutná v salátu skvěle. Používejte naložený v oleji, který je chutnější. Salát bude vypadat dokonale i s křepelčími vajíčky. Ingredience na 4 porce 150 g rukoly 2 konzervy tuňáka 4 vařen
Pražské Loretánské náměstí: Bezbožná Drahomíra, starobylé stély či hrob upírky?
epochaplus.cz
Pražské Loretánské náměstí: Bezbožná Drahomíra, starobylé stély či hrob upírky?
Legenda praví, že když přes dnešní pražské Loretánské náměstí prchala Drahomíra po zavraždění syna Václava a míjela rotundu sv. Matouše, pohanská kněžna začala spílat modlícímu se vozkovi. V tu chvíli se prý otevřela země a bezbožná kněžna zmizela i s koňmi a kočárem v bezedné propasti… Drahomířin sloup Na tomto místě byl prý postaven takzvaný
Stínicí prvky zvyšují uživatelský komfort
rezidenceonline.cz
Stínicí prvky zvyšují uživatelský komfort
Jsou nejen praktickým doplňkem, který chrání před slunečním zářením, teplem a nežádoucími pohledy, ale podílejí se rovněž na estetických kvalitách interiéru: dotvářejí totiž celkový vzhled a výslednou atmosféru obytného prostoru. Vnitřní i vnější stínicí prvky zvyšují soukromí a zároveň dodávají interiéru styl a eleganci. K jejich dalším přednostem patří zvýšení akustické a tepelné izolace místností,
Krainová chce luxus? Ne, děkuji! Snad „jen“ ten realitní
nasehvezdy.cz
Krainová chce luxus? Ne, děkuji! Snad „jen“ ten realitní
Známá modelka Simona Krainová (51) je zvyklá žít v blahobytu. Zdá se však, že i tohle se může začít časem zajídat! Nedávno si sličná blondýnka prošla několika životními karamboly, které jí ukázaly,
Victorinox rozšířil kolekci cestovních zavazadel Altmont Professional
iluxus.cz
Victorinox rozšířil kolekci cestovních zavazadel Altmont Professional
Victorinox představuje oblíbenou kolekci Altmont Professional v barvách Storm a Navy Blue. Tato nadčasová kolekce je nezbytným doplňkem pro firemní profesionály, kteří hledají funkčnost a moderní styl
Zmapovali Antarktidu už dávní Sumerové?
enigmaplus.cz
Zmapovali Antarktidu už dávní Sumerové?
„Tohle popírá učení naší všemocné církve,“ vykřikne zděšeně katolický kněz. Před sebou má mapu s vyobrazením jižních oblastí Atlantického oceánu. Je tam jakási pevnina. Kdyby měl před sebou autora, s