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
Ještě nedávno byla vnímána jako podpůrná technologie k obnovitelným zdrojům. Dnes se z velkokapacitních bateriových úložišť stává klíčový prvek energetického řízení v průmyslu i obchodu. Pomáhají vyrovnávat odběrové špičky, chrání provozy před výpadky a otevírají cestu k větší energetické soběstačnosti. Baterie v srdci logistiky Distribuční centra a sklady patří k místům s obrovskými energetickými nároky. […]
Už 250 let se v samém srdci Prahy rozprostírá zelená oáza, kde se potkává historie s vědou a tropické palmy s českým jetelem. Botanická zahrada Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy letos slaví 250 let od svého založení – a připravila oslavy, které slibují nejen pohled do minulosti, ale i ochutnávku současného výzkumu a trochu té botanické […]
Polykarbonátový filament vyvinutý společností Prusa Research ve spolupráci s vesmírnou firmou TRL Space míří do prodeje. Nový materiál Prusament PC Space Grade Black je unikátní pro své použití v náročném prostředí satelitních misí, laboratoří částicové fyziky i v pozemních aplikacích, kde je klíčová rozměrová přesnost, odolnost a elektrostatická bezpečnost.   Navíc je levný a snadno […]
Česko vstupuje do elitního klubu zemí vyvíjejících jaderné technologie pro vesmír – a mohlo by se stát světovým lídrem díky mikroreaktoru RAVEN, který právě vzniká v laboratořích ČVUT a firem Stellar Nuclear a UJP Praha.   RAVEN je unikátní tím, že bude sloužit nejen jako zdroj energie pro pohon pro meziplanetární lety, ale po přistání se promění […]
reklama
Historie
Kdo ovládne bitvu o stovku?
Od chvíle, co na silnici vyjede první automobil, se jeho konstruktéři i majitelé předhánějí v tom, kdo pojede rychleji.   Do dějin se nejprve zapíše anglický prodejce vozů Benz Walter Arnold, který je policejním strážníkem 8. ledna 1896 v hrabství Kent přistižen, když se řítí po silnici závratnou rychlostí 13 kilometrů v hodině. Policista ho s vypětím všech […]
Právník uprchl z vězení v bedně na knihy
V nohou má křeč, napětím ani nedýchá. Už několik hodin leží namačkán v jen asi metr dlouhé dřevěné schránce. Jakmile škvírami v bedně pronikne dovnitř závan mořského vzduchu, s úlevou si oddychne: „Konečně svoboda…“   Patří k nejvšestrannějším učencům své doby. Má zkušenosti jako vysoký funkcionář v nizozemských provinciích a následně jako švédský diplomat ve Francii. Kromě toho se […]
Úchvatné římské amfiteátry: Jejich stavitelé mysleli i na osvěžení diváků
Když se řekne Koloseum, většině lidí okamžitě naskočí Řím. Jenže působivých starověkých amfiteátrů lze nalézt po světě mnohem víc. Některé jsou dokonce i starší!   V chorvatské Pule se nachází jediný římský amfiteátr, jehož obvodové stěny z vápence stále stojí jako před 2000 lety. Přesněji od roku 68 n. l. Vzhledem k tomu, že amfiteátr […]
Slavníkovci doplatili na ctnostného biskupa
Zástup mužů, žen i dětí se ubírá ke kostelíku na hradišti Libice. Od násilné smrti knížete Václava právě uplynulo 60 let, chtějí uctít jeho památku. Netuší, že je již brzy čeká podobný osud jako přemyslovského světce a mučedníka…   Rodu Slavníkovců se ve 2. polovině 10. století daří. Ovládá většinu území dnešních východních a severovýchodních […]
Zajímavosti
Mihotavé plamínky: Od kdy si svítíme svíčkami?
Před vynálezem svíček lidé osvětlovali své domovy a cesty ohněm, pochodněmi a lampami. Nejstarší dosud nalezený svícen pochází z etruské hrobky v italském Orvietu, datované do 7. století př. n. l. Tyto první archeologické důkazy však neznamenají, že si naši předkové nevyráběli svíčky ještě mnohem dříve.   Svícny se objevují i na mnoha dalších archeologických […]
Důkaz lásky: První zásnubní prsteny měli už v antice!
Když zásnubní prsten, tak s diamantem! Je to zkrátka klasika. Ale před koncem 19. století jsou diamantové zásnubní prsteny neobvyklé. To tradice nošení zásnubních prstenů je mnohem delší. Sahá dokonce až do antického Říma!   Římská starověká pravidla jsou důvodem, proč zásnubní prsten nosí pouze ženy. Tehdy totiž symbolizuje, které jsou pro potenciální nápadníky už […]
Tajemná stavba v Cornwallu: Zasedali tu rytíři kulatého stolu?
Když místní v 16. století stavbu objeví, jsou ohromeni. Jde o základy obrovské budovy ztracené v bodminských blatech. Lidé mají záhy jasno – protože historie v té době sahá maximálně k bájnému králi Artušovi, je stavba dedikována jemu.   Bodminská blata na západě Anglie jsou ponuré místo plné starodávných tajemných staveb. Tomu všemu vévodí obrovská síň, veliká zhruba […]
Kuskus: Delikatesa z Afriky
Na první pohled nevypadá kuskus nijak výjimečně. Ale nedejte na prvotní dojem. Je typickým jídlem zejména v některých afrických zemích, kde má jeho výroba a konzumace dlouhou tradici.   A co je vlastně kuskus? Je to krupice z tvrdé pšenice, do které se přidává voda a poté prochází fyzickým a tepelným zpracováním, což z něj […]
Záhady a napětí
Hrobka faraona Psusennese: Tajemnější než legendární Tutanchamon?
V Egyptském muzeu v Káhiře, jen pár vitrín od slavného Tutanchamona, spočívá za sklem archeologický nález, který v návštěvnících budí úžas. Nádherný stříbrný sarkofág je snad ještě zajímavější než ve zlatě vyvedená maska Tutanchamona, a přesto jej nikdo nezná. Proč tomu tak je? A kdo byl faraon, jehož tělo v něm kdysi odpočívalo?   Píše se březen roku 1940. […]
Smrtící ostrov Gruinard: Britská vláda ho úmyslně zamořila antraxem!
Malý skotský ostrov Gruinard je za druhé světové války bombardován sporami antraxu, což z něj na dlouhé desítky let učiní jedno z nejnebezpečnějších míst na světě. Vstup na ostrov je od té doby přísně zakázán. Po dekontaminaci je sice prohlášen za bezpečný, pochybnosti ale zůstávají. A ještě zesílí poté, co ostrov v roce 2022 zachvátí […]
Děsivé noční setkání: Objevil se před autem soví muž?
Je hluboká temná noc a na venkovské silnici projíždí osamělý vůz. Manželský pár sedící uvnitř hrůzou zkamení, když se v září světlometů na silnici před nimi objeví záhadný tvor. Má lidské tělo a mohutná křídla, která náhle roztáhne, vznese se do výšky a zmizí ve tmě. Co to mohlo být? Setkali se manželé s nějakým […]
Záhadná světla nad Irskem: Mimozemšťané na průzkumné misi?
Noční oblohou často prolétají různé objekty. Většinou jde o letadla a satelity. Ale tohle je něco jiného. Tahle světla mizí a zase se objevují a pouští se na obloze nad Irskem do tance, který upoutá hned několik svědků. Co to může být? Že by snad další mimozemská návštěva?   V prosinci 2024 je na několika […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
8 krás podzimu v Jižním Tyrolsku
iluxus.cz
8 krás podzimu v Jižním Tyrolsku
Není horších ročních období! Jen se podívejte, jak dokáže být bohatý a co všechno nabízí podzim v Jižním Tyrolsku, nejsevernější italské provincii. 1. Törggelen Oslava úrody, sklizně a nového vína
Plasty v nás: Jak mikročástice přetvářejí tělo i mysl
21stoleti.cz
Plasty v nás: Jak mikročástice přetvářejí tělo i mysl
Mikroplasty se objevují téměř všude: v krvi, placentách, plicích i v lidském mozku. Výzkumy odhalují, že samotné mozkové tkáně mohou obsahovat až pět gramů těchto částic, tedy zhruba jednu čajovou lži
Spánek jako lék? Vojenské triky, salátová terapie i dechová cvičení, které vás dostanou do říše snů
epochaplus.cz
Spánek jako lék? Vojenské triky, salátová terapie i dechová cvičení, které vás dostanou do říše snů
Nespavost je problém, který zažije třetina z nás, a u 15 procent lidí se stává vážným stavem. Zoufalý pohled na budík uprostřed noci, kdy víte, že do rána zbývá jen pár hodin, zná téměř každý. A stejně tak i pocit ranní únavy s kruhy pod očima a přesvědčením, že se snad už nikdy pořádně nevyspíte.
Užijte si kouzelný den v srdci Jeseníků
nejsemsama.cz
Užijte si kouzelný den v srdci Jeseníků
Máte rádi výlety, kde je od každého trochu? Pak určitě zavítejte do Jeseníků. Do místa, kde na vás čeká krásná příroda, lehká turistika i lázeňská pohoda. Přímo ve středu Jeseníků se nachází malebná trasa, která patří mezi ty nejkrásnější v Česku. Řeč je o naučné stezce Bílá Opava. Ta vede podél zurčící horské říčky, přes dřevěné lávky i kolem
Z dlaně vyčetl moji budoucnost
skutecnepribehy.cz
Z dlaně vyčetl moji budoucnost
Potkala jsem ho kdysi dávno v kempu. Byl moc milý a zeptal se mě, zda věřím na věštění z dlaně. Řekla jsem si, proč to nezkusit… Kam až mi paměť sahá, vždycky jsem patřila k vodáckým nadšencům. Už jako malá holka jsem s tátou a dědou jezdila na vodu. To dobrodružství jsem milovala. Dodnes mám
Tajemství květiny života: Starověká geometrie, která skrývá klíč k celému vesmíru?
enigmaplus.cz
Tajemství květiny života: Starověká geometrie, která skrývá klíč k celému vesmíru?
Tajemný symbol, který se objevuje napříč kulturami a staletími, fascinuje badatele, umělce i duchovní hledače. Co se skrývá za symbolem květiny života? Je to jen obyčejná geometrie, nebo skutečně ukrý
Dočká se Leichtová vysněné svatby?
nasehvezdy.cz
Dočká se Leichtová vysněné svatby?
Herečka Kristýna Leichtová (39) ze seriálu Bratři a sestry touží po třetím miminku i po svatbě. Ale její partner, herec Vojtěch Štěpánek (41), se donedávna do ničeho z toho příliš nehrnul. Leichto
Hrad Bouzov – místo, kde se natáčela pohádka O princezně Jasněnce
epochanacestach.cz
Hrad Bouzov – místo, kde se natáčela pohádka O princezně Jasněnce
Máte rádi romantiku, přírodu a historii? Pak můžete vyrazit na hrad Bouzov na Olomoucku, protože tam najdete všechno. Hrad Bouzov leží hned vedle stejnojmenné obce v Zábřežské vrchovině. Tohle nevšední romantické místo vás ohromí svojí kouzelnou atmosférou, která z něj doslova čiší. Dokonce o něm můžeme bez nadsázky říct, že vypadá jako z pohádky. V minulosti totiž posloužil filmařům coby
Sklo jako působivý architektonický materiál
rezidenceonline.cz
Sklo jako působivý architektonický materiál
Velkoplošné prvky ze živého transparentního materiálu stavbu osvěžují, propouštějí do jejího nitra spoustu světla, a tím zlepšují kvalitu vnitřního prostředí. Navíc významně ovlivňují vzhled budovy. Tak jako dřevo a kámen v konstrukčních řešeních zdařile zastupuje ocel, výplně z cihelného či jiného zdiva zase velmi působivě nahrazuje sklo. Jeho vizuálního benefitu v podobě zrcadlení oblohy i
Trestanec v Austrálii přežil tři popravy
historyplus.cz
Trestanec v Austrálii přežil tři popravy
Kárka pod odsouzencovýma nohama poodjede a oprátka uvázaná kolem jeho krku se napne. Zatím není na popravě nic neobvyklého. Náhle se ale lano přetrhne a trestanec dopadne na zem, jenom si zvrtne kotník. „To je divné,“ uvažuje kat a kolem krku mu obtočí novou smyčku. Ani tento pokus nevyjde a pověrčiví přihlížející si začnou šuškat
Pořád mám takový hlad!
panidomu.cz
Pořád mám takový hlad!
Stálý apetit – a teď nemluvíme o „chutích“, ale skutečném hladu – je normální a žádoucí u rostoucích dětí. U dospělých je signálem, že něco v těle není v pořádku. Nejčastěji jde o poruchu hormonální, ale důvodů může být mnohem víc, např. vedlejší účinky léků, následek jiných onemocnění nebo napadení vnitřními parazity. Objevit příčinu proto někdy
Marináda z vína
tisicereceptu.cz
Marináda z vína
Díky marinádě z vína získají grilované pokrmy lahodnou chuť a křehkost. Potřebujete 0,7 l bílého nebo červeného vína 1 sklenka octa 1 sklenka oleje 3 cibule 3 stonky řapíkatého celeru 3 mrk
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz