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
Vědci z Botanického ústavu AV ČR, ve spolupráci s dalšími výzkumnými institucemi, odhalili původ mimořádné druhové bohatosti luk v rumunské Transylvánii, které patří mezi nejbohatší na světě. Výzkum, publikovaný v časopise The Holocene, ukázal, že zdrojem této rozmanitosti jsou světlé lesy z doby ledové, ve kterých se mohla vyskytovat řada druhů dnešních luk.   Druhově nejbohatší […]
Největší český výrobce letadel, společnost AERO Vodochody AEROSPACE, pojmenovala svůj nejmodernější cvičný letoun L-39 Skyfox. Název odkazuje na dlouholetou tradici úspěšných československých letounů, jako byly L-29 Delfín nebo L-39 Albatros, a zároveň vystihuje jedinečné vlastnosti nového cvičného stroje.   Aero letoun L-39 Skyfox produkuje v sériové výrobě a letos navíc slaví 105. výročí od založení. Za […]
Diabetes je závažné onemocnění, které neovlivňuje jen hladinu cukru v krvi, ale může způsobit i vážné poškození zraku. Diabetická retinopatie (poškození sítnice oka), jedna z nejčastějších komplikací cukrovky, patří k hlavním příčinám slepoty ve světě.   Avšak moderní technologie přinášejí naději, jak těmto komplikacím předejít. Nový diagnostický nástroj jménem Aireen, založený na umělé inteligenci, umožňuje rychlou […]
Mravenčí práce a 10 let výzkumu přivedly vědce z Harvardu a Googlu k průlomovému milníku pro neurovědu – detailní 3D mapě lidského mozku. Pochopitelně ne celého. I jeden milimetr krychlový má ale co říct o povaze jedné z nejsložitějších věcí, která ve vesmíru existuje.   I po letech soustavného snažení mají neurovědci stále jen mlhavou představu o […]
reklama
Historie
Znali husité jen spěch, hlad a modlení?
Husitský sněm rozhodl o dalším válečném podniku. Každý, kdo s kališníky sympatizuje, se má zapojit. Za ideály husitů tak bojují vznešení páni, nižší šlechticové, měšťané i chudáci. Zatímco dříve byla zemská hotovost svolávána na dobu určitou, se vznikem polních vojsk je tu rázem permanentní armáda.   Šlechta formuje jízdní oddíly těžkooděnců, ale jádrem husitských vojsk […]
Nejzáhadnější rytina všech dob: Lze Melancholii vůbec rozluštit?
Rok 1514 je v životě německého renesančního umělce Albrechta Dürera nesmírně krutý. Umírá mu jeho milovaná matka. „Smutek, který jsem kvůli ní cítil, se nedá ani popsat,“ zaznamenává si tehdy. A pak stvoří Melancholii I, mědiryt zhruba ve formátu A4, který dodnes mate historiky umění.   Podle znalce renesančních umělců Giorgia Vasariho (1511–1574) Dürerova Melancholie […]
Bohuslav Martinů strávil dětství na věži
V těsné blízkosti bytu duní ohlušující věžní zvony. Uloženo v zásuvce prádelníku si tu ale tiše a spokojeně pobrukuje malé dítě, kterému je předurčeno stát se jedním z největších českých hudebních skladatelů v dějinách.   Když 8. prosince 1890, právě ve svátek Panny Marie, vyzvánějí zvony na věži poličského kostela sv. Jakuba, nemohou obyvatelé města o 36 […]
Katedrálu zachránil potápěč
Anglie na počátku 20. století bije na poplach. Winchesterská katedrála, jeden z největších a nejslavnějších chrámů v zemi, se hroutí. Ve stavbě dlouhé 170 metrů s klenbou, tyčící se do výše 24 metrů, se objevují trhliny.   K vyboulenému zdivu se přidávají uvolněné a padající kameny a celá budova se naklání…„Základy v měkké zemi nejsou vybudovány dostatečně pevně,“ […]
Zajímavosti
Chrám, kde vládnou krysy
Indie jako by byla zvířatům zaslíbená. Nesmírné popularity si tu užívají v hinduismus posvátné krávy, kterým lidé nesmí zkřivit ani chlup. Ve státě Rádžastán zase chovají v úctě krysy!   Příběh chrámu, který je pojmenován po hinduistické bohyni Karni Matě, se začíná psát někdy mezi 14. a 16. stoletím. V té době je Karni Mata ještě smrtelnice […]
Hřbitov se zkříženým hnáty: Piráti najdou věčný klid u Madagaskaru!
Ostrov Svaté Marie platí za zapomenutý kout planety. Madagaskarská končina prožívá zlatý věk na přelomu 17. a 18. století, kdy se tamní zátoky stávají výtečným úkrytem pro piráty. Zřídí si tu dokonce i svůj vlastní hřbitov!   O ráji bukanýrů a korzárů se poprvé zmíní anglický pirát Adam Baldridge, který během roku 1691 zvedá kotvy […]
Vzkříšení pratura: Z vyhynulého zvířete se stane poklad
Toto mohutné zvíře s impozantními rohy je zobrazeno na pravěkých jeskynních malbách či petroglyfech a jeho podoba je otisknuta také ve figurkách z doby bronzové…Objevuje se na starověkých egyptských reliéfech a v náboženstvích starověkého Blízkého východu symbolizuje sexuální potenci, sílu i zdatnost.   Jeho rohy se používají jako součást obětních darů, trofeje i nádoby na […]
Hadice: Malíře inspiruje tragický požár!
I tak obyčejnou věc jako je hadice musí někdo vymyslet…Existuje sice historka, jak kolem roku 400 před naším letopočtem ve starém Řecku hasí zápalné šípy tak, že nasadí na vaky s vodou býčí střeva, a těmi pak „stříkají“, to se však nezdá příliš účinné ani pravděpodobné. Pro skutečný počátek hadic se vypravíme do Holandska 17. […]
Záhady a napětí
Chavín de Huántar: Hrůzostrašný hukot indiánské věštírny, znamení ze světa bohů?
Chavín, archeologické naleziště v peruánských Andách, dává jméno kultuře, jež se rozvíjí mezi 15. a 5. stoletím př. n. l. Toto místo je významným náboženským a kulturním centrem, které přitahuje lidi z širokého okolí. Chavín je jedním z nejstarších a nejznámějších předkolumbovských nalezišť, proslulé svým uměním a architekturou. Docházelo právě zde k odhalování budoucnosti světa?   […]
Tuhý kořínek vyhynulé šelmy: Mohl v Africe přežít prastarý druh medvěda?
Odskočit si z tuniské pláže do blízkého okolí a natrefit na medvěda? Zní to možná úsměvně, ale medvědi se v této části Afriky hojně vyskytovali, a to ještě relativně nedávno. Medvěd atlaský byl dobře znám například Římanům, kteří tuto šelmu rádi využívali při gladiátorských zápasech. Kam se však tento druh medvěda v proudu času ztratil? Může stále někde […]
Zjevení Panny Marie v Litmanové: Staly se mladé dívky svědky zázraku, nebo obětí klamu?
Že zázraky neexistují? A co když ano? Jeden takový se mohl stát v roce 1990 na sousedním Slovensku. Dvě mladé dívky si tehdy nedaleko obce Litmanové užívaly bezstarostných her, když v tom se jim zjevila samotná Panna Maria Neposkvrněné Čistoty. Od té doby se hora Zvir stala nejmladším poutním místem.   První zjevení se mělo […]
Na bolest i proti depresím: Mohou magnety léčit?
Mnozí ji považují za přeceňovaný experiment, který má daleko menší výsledky, než jak je prezentováno. Jiní však vidí v takzvané magnetoterapii pozoruhodnou alternativní léčbu, která může pomoci s řadou tělesných i psychických neduhů. Jak to tedy je? Má smysl léčbu s pomocí magnetů absolvovat?   Léčitel v orientálně vypadajícím rouchu si zamyšleně prohlíží zranění, které malé děvčátko […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Všechny barvy Kuby
epochanacestach.cz
Všechny barvy Kuby
Kuba nejsou jen pláže, skvělý karibský rum, doutníky a nakažlivý rytmus salsy. Tropický ostrov vás ohromí i svou kouzelnou přírodou… Ostrovu, jehož břehy omývají Karibské moře, Mexický záliv a Atlantský oceán, se přezdívá Perla Karibiku. Jeho přírodní krásy jsou chráněné 14 národními parky, z části pokrytými deštnými tropickými lesy se vzácnými rostlinami, jako je palma královská
Poháry, které jsou retro, ale také „in“
panidomu.cz
Poháry, které jsou retro, ale také „in“
Bývaly zmrzlinové a šlehačkové poháry v někdejších „mléčných barech“ opravdu tak nebeské chuti, anebo vzpomínky na ně zkreslují roky? Našli jsme k nim původní receptury. Hity někdejších mléčných barů byly kupříkladu jahody se šlehačkou, griliáš anebo Banana split. Samozřejmě že nelze zapomenout ani na báječně vychlazený jahodový koktejl, na který se v parném létě stála
Palačinky s vanilkovým tvarohem
tisicereceptu.cz
Palačinky s vanilkovým tvarohem
Máte rádi sladké snídaně, nebo chcete potěšit vnoučata? Překvapíte speciálními palačinkami. Ingredience 200 g hladké mouky 2,5 dl plnotučného mléka 1 balení vanilinového cukru špetka soli 2
Aby vám účes nepřidával léta
nejsemsama.cz
Aby vám účes nepřidával léta
Nejen péče o vlasy je důležitá, také dobře zvolený účes dokáže ubrat roky. Ten, který vám slušel před dvaceti lety, už nemusí být dnes to pravé. Platí to o kdysi módním tupírování, trvalých ondulacích a účesech ve stylu nepřirozené lakované helmy. Poraďte se s kadeřníkem, který se v dnešních trendech vyzná, a nechte si udělat
Organické křivky, přátelské k přírodě
rezidenceonline.cz
Organické křivky, přátelské k přírodě
Impozantní siluetou se pyšní sídlo, zanořené do uměle vytvořeného návrší. Architektura domu, tvořeného nepravidelnými, vzájemně se prolínajícími oválnými strukturami, využívá zvlněné, doslova tekoucí tvary, napodobující přírodní formy. Může rodinné obydlí napodobovat rostlinu – růst ze země v souladu se svým přirozeným prostředím? Organická architektura dokazuje, že to možné je. Filozofie, vyvinutá legendárním Američanem Frankem Lloydem
Stavaři se dočkali – trh i tržby porostou
iluxus.cz
Stavaři se dočkali – trh i tržby porostou
Stavební sektor v České republice očekává v roce 2025 mírný růst trhu stavebních prací o 0,8 %, a i v roce následujícím by měl tento pozitivní trend pokračovat. Trh by se mohl zvětšit průměrně o 1,9 %
Zálety Lucemburků: Utíkal Karel IV. od milenky oknem?
epochaplus.cz
Zálety Lucemburků: Utíkal Karel IV. od milenky oknem?
Postavení českého krále si žádalo nákladný životní styl. Ten vyznávali i Lucemburkové, když usedli na náš trůn. Krásné ženy si vybírali, milovali je a věnovali jim pozornost. Nespokojili se jenom s manželkou. Do jejich lože uléhaly i milenky. Rozkoš mu rozhodně není cizí. Český král Jan Lucemburský (1296-1346) je aktivní i mimo manželské lože. Z aférky s neznámou
Zkáza asteroidu mohla Marsu přinést prstence a později i měsíce
21stoleti.cz
Zkáza asteroidu mohla Marsu přinést prstence a později i měsíce
Vědci simulovali situaci, která by mohla vysvětlit, jak čtvrtá planeta přišla ke svým malým měsícům, Phobosu a Deimosu. Tyto měsíce se svým vzhledem i charakteristikami vymykají běžným standardům a pr
Díky úderu blesku jsem viděl svou budoucnost
skutecnepribehy.cz
Díky úderu blesku jsem viděl svou budoucnost
Ten blesk přišel najednou a otřásl mnou tak, že jsem ztratil vědomí. Když jsem se vzpamatoval, viděl jsem chvíli v mlze výjevy ze svého života, které se posléze opravdu staly. Bouře mě dohnala těsně před domem. Blesky se kmitaly nad mojí hlavou a hromy následovaly téměř vzápětí. Zdálo se, že spanilá jízda bouřkových mraků se protrhne a v mžiku zaplaví
Konec Anežky Rusevové v Ulici a velké stěhování za láskou?
nasehvezdy.cz
Konec Anežky Rusevové v Ulici a velké stěhování za láskou?
Konec herečky Anežky Rusevové (38) v seriálu Ulice se nezadržitelně blíží. Linka její postavy Venduly se totiž v ději nekonečného seriálu bude postupně utlumovat, až z něj úplně zmizí. Několik zdrojů
Předhazovali Kartaginci vzbouřené žoldnéře slonům?
historyplus.cz
Předhazovali Kartaginci vzbouřené žoldnéře slonům?
Urputné boje mezi Kartágem a vzbouřenými žoldnéři jsou v plném proudu. Zvěrstva, k nimž tehdy dochází, jsou i na starověk nevídaná. Povstalci usekávají zajatcům ruce, uši i nos. Následně jim drtí nohy a živé je házejí do příkopu. Bude ale ještě hůř. Jakých dalších hrůz se znesvářené strany dopustí a spáchá některé z nich otec
Tajná základna Fort Knox: Leží v nedobytném trezoru těla mimozemšťanů?
enigmaplus.cz
Tajná základna Fort Knox: Leží v nedobytném trezoru těla mimozemšťanů?
Podle oficiálních zdrojů slouží nedobytný trezor na základně Fort Knox jako sklad zlata či jiných drahých položek, které patří vládě Spojených států nebo jí byly svěřeny. Uniklé informace z auditu ale
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