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
Na observatoři vysoko v chilských Andách odstartoval desetiletý projekt, který promění naše vnímání vesmíru. Nový teleskop s největší digitální kamerou na světě zveřejnil první snímky a ukázal, co všechno nás čeká. Na vrcholu Cerro Pachón v Chile se 23. června 2025 otevřely dveře do nového věku astronomie. Dalekohled Vera C. Rubinové za 810 milionů dolarů, vybavený […]
Představte si robota, který se sám orientuje v temném podzemí, analyzuje stěny tunelu a rozpozná člověka i nečekanou trhlinu. Ne, to není sci-fi – to je JULBOT. A právě takoví roboti se dnes učí pracovat v podzemní laboratoři ČVUT. Moderní stavebnictví se posouvá hluboko pod zem – a s ním i technologie, které mu pomáhají. […]
Psal se rok 1965 a lidstvo poprvé pohlédlo na tvář cizí planety. Sonda Mariner 4 poslala na Zemi historicky první snímek Marsu zblízka. Co tehdy vědci viděli? A proč to bylo překvapivé i trochu zklamání? Představte si to: červenec 1965, Amerika je ponořená do závodů o vesmír. Po sérii neúspěchů se americká NASA odhodlala poslat […]
Na mezinárodní přehlídce Paris Air Show předvádí česká firma Radalytica inovativní robotický systém RadalyX, který dokáže zrentgenovat celé letadlo přímo v hangáru. Využívá nejmodernější částicové detektory a dokáže zobrazovat složitou vnitřní strukturu výrobků.   Díky přenosnosti a vysoké mobilitě robotických ramen už tak nemusí majitel vozit stroj do laboratoře ani jej rozebírat či rozřezat. Typickým […]
reklama
Historie
Bílá věž: Hradecká dominanta má popletené hodiny
Na výšku měří přes 70 metrů a z jejího ochozu se otevírá pohled na celý Hradec Králové, Orlické hory i Krkonoše. V útrobách Bílé věže se ukrývá jeden z největších zvonů u nás, který byl odlit mnohem dříve, než se vůbec podařilo dominantu východočeské metropole dostavět!   Hradec Králové, který si letos připomíná již 800 […]
Bitva na Lechu: Maďaři zmasakrovali české jezdce jako první
Valí se jako lavina. Maďarští kočovníci v polovině 10. století podnikají smělé nájezdy směrem na západ. Přes území dnešního Německa se dostávají až do současné Francie nebo Itálie, a když v létě 955 opět vyrazí plenit, dochází východofranckému králi Otovi I. trpělivost.   Zatímco Maďaři plení Bavorsko a Švábsko, mocný panovník Ota I. (912–973) volá […]
Bombardér Enola Gay: Jméno velitelovy matky vstoupilo do dějin
Náhle odlehčený bombardér vykrouží prudkou otočku a zrychluje, jak nejvíc dokáže. Stačí urazit 18 kilometrů, když do něj zezadu udeří tlaková vlna…   Americké rozhodnutí svrhnout jadernou bombu na některé z japonských měst předpokládá mít k dispozici stroj s dostatečným doletem a nosností. Pilot vybraný pro misi Paul W. Tibbets (1915–2007) si bombardér Boeing B-29 Superfortress se sériovým […]
Rumunského playboye si jako loutku vodila Rudá královna
Rumunský korunní princ Karel je už od mládí velký bouřlivák. Večírky, pití, ženy. Ne nadarmo se mu přezdívá „Princ playboy“.   Nesrovná ho ani vojna, jak se domnívá jeho zoufalý otec Ferdinand I. Rumunský (1865–1927), který ho v roce 1913 pošle k pruskému regimentu. Od něj ale Karel (1893–1953) zběhne a v ukrajinské Oděse se tajně ožení se […]
Zajímavosti
Hrad Kemi: Největší sněhová pevnost světa?
Nevěsta v bílém kimonu s křiklavě červeným lemováním přijme od nastávajícího chotě pohárek saké a dopřeje si doušek. Tři svatební přísahy doplňují tři různě velké nádobky na tento alkohol. Rodina se snaží ve společenském úboru neklepat zimou. Vždyť panuje teplota pod nulou!   Finské městečko Kemi má populaci téměř 19 500 lidí. Leží na kraji nejsevernější […]
Hitlerova sekretářka: Ve stínu tyrana
Mladá Traudl Jungeová (1920–2002), tehdy ještě Gertraud Humpsová, sice tančí ráda, ale s tréninkem začne pozdě a na profesionální kariéru baletky může zapomenout. Místo to se vyučí sekretářkou. V roce 1941 je z ní zručná stenotypistka. Její prsty kmitají po klávesách psacího stroje ladněji než nohy baletky, a tak si jí všimnou v samotném Berlíně. […]
Příběh lepidla: Od pazourkového oštěpu do kosmické lodě
Ač je lepidlo něco tak běžného, že o něm většinou nepřemýšlíme, i ono má svou historii. A přestože jde o technologii, která urazila velmi dlouhou cestu, v podstatě funguje na stejném principu jako v době kamenné.   Něco slepit pryskyřicí umí lidé už před 100 000 lety a odolnější dvousložkové lepidlo existuje 70 000 let, […]
B-21 Raider: Bombardér budoucnosti
Zvládne operovat ve velkých výškách, chlubí se obřím doletem a radary ho často nedokážou rozpoznat. Bombardér B-21 Raider sice tvarem připomíná letící bumerang – je však daleko ničivější.   Americkou armádu tlačí bota. V roce 1999 dostane nejvyšší velení zdánlivě alarmující zprávu. Pokud nezačne výroba nového strategického bombardéru, nastane mezera a od roku 2037 začne letectvo […]
Záhady a napětí
Kam zmizel nacista Hans Kammler?
Hans Kammler (1901–?) je jednou z nejzáhadnějších postav nacistického režimu. Jako generál Waffen-SS má na starosti klíčové projekty Třetí říše, zejména výstavbu koncentračních táborů včetně plynových komor a krematorií. Je také zapojen do vývoje tajných zbraní a raketových technologií, což z něj činí mimořádně cenný zdroj informací pro poválečné mocnosti. Co se s ním ale stalo? […]
Vysněná plavba s bohem Re
Mnoho lidí dnes sní o životě v bohatství, o drahých autech a plavbách luxusní milionářskou jachtou. Před několika tisíci lety však měli lidé zcela jiné ambice. Vytoužený život byl ten posmrtný a „člun milionů“ měl zcela jiný význam. Ve starém Egyptě je Slunce odpradávna považováno za vševládnoucí zdroj života a síly, ostatně jako ve všech […]
Prokletí rodiny Everettů: Zamířili její členové do paralelního světa?
Za svého života nesklidil tolika uznání, po své předčasné smrti se ale myšlenky amerického fyzika Hugh Everetta III. (1930–1982) konečně dostávají k širší veřejnosti. Když jeho dcera Elizabeth (1957–1996) spáchá sebevraždu, zanechá po sobě poslední vzkaz. V něm píše, že se po své smrti znovu setká se svým již zesnulým otcem. Ovšem v jiném, paralelním vesmíru. Že by […]
Černé školy mlynářů: Učili se ve mlýnech temné magii?
Za zdmi starých mlýnů se šeptala zakázaná slova, kreslila se znamení a uzavíraly smlouvy, které nepatřily do tohoto světa. Říkalo se, že kdo ovládne proud vody a točící se kámen, může ovládnout i čas nebo démony. Jde jen o folklorní bludy, nebo se zasvěcení ve mlýnech skutečně učili temné magii?   Za svitu měsíce se […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Zkoušela na mě černou magii?
skutecnepribehy.cz
Zkoušela na mě černou magii?
Tvářila se přátelsky, ale ve skutečnosti mě nesnášela a snažila se mi škodit. Jak daleko nová kolegyně až zašla? Už od prvního okamžiku jsem z té ženy měla nepříjemný pocit. Při pohledu do jejích hlubokých očí jsem měla pocit, jako bych se ocitla v plamenech! Co si myslela moje vedoucí? A to jsem ještě nevěděla, jak moc mi
Bílé, červené, nebo růžové…
panidomu.cz
Bílé, červené, nebo růžové…
…či dokonce sekt? Suché nebo sladké? Jasné je, že řeč bude o víně, ale tentokrát nepůjde o konzumaci, nýbrž o vaření. Víno je totiž pro kuchaře požehnáním. Snoubí se v něm kyselost i sladkost s kořeněnými a ovocnými tóny, a použijete-li je při vaření, posílíte chuť a vůni původních surovin. A v tom je jeho
Pohyb je ten nejlepší trik
nejsemsama.cz
Pohyb je ten nejlepší trik
Roky běží, tělo se mění, někde přibude šedina, jinde moudrost. Zralý věk ještě neznamená ztrátu elánu! Energie se jen přemístí z maratonu k procházkám, ale pořád jí je dost. Někdo sportuje a žije zdravě už od mládí, někoho k tomu donutí až první zdravotní problémy. I v takovém případě ale můžete dosáhnout zlepšení fyzické kondice, snížení rizika různých onemocnění,
Žilková chtěla jen utajit svého nového milence?
nasehvezdy.cz
Žilková chtěla jen utajit svého nového milence?
Všechny oklamala? V červnu herečka Veronika Žilková (63)dorazila jako host na svatbu s vysokým fešákem jménem Jarek Šíma. Tvrdila, že je to jen kamarád dcery Korduly (19), parkurový jezdec, který ji
Obětavá učitelka zachraňovala děti uprchlíků
historyplus.cz
Obětavá učitelka zachraňovala děti uprchlíků
Na stole stojí karafy s mlékem, voní tu polévka a čerstvý chléb. Madrilène si připadá jako v ráji. Žádné krysy ani tyfus jako v uprchlickém táboře. Tentokrát snad přivede na svět zdravé děťátko.   I kousek mýdla Madrilène připadá jako zázrak. Nemluvě o čistých šatech, a dokonce vlastních botách. Mladá žena patří k uprchlíkům, kterým se podařilo uniknout
Tajemství váhy: Proč jsou sumisté tak velcí?
epochaplus.cz
Tajemství váhy: Proč jsou sumisté tak velcí?
Sumo zápasníci jsou známí svou masivní postavou, která často překračuje 150 kilogramů. Pro mnohé laiky je to synonymum obezity, avšak ve světě suma je váha klíčovým faktorem úspěchu. Proč jsou tito sportovci tak těžcí a jakým způsobem dosahují své impozantní hmotnosti, která je nezbytná pro jejich výkon v ringu? Zápasník musí být velmi stabilní, aby
Rozloučení s prázdninami na Betlémě ve společnosti loutek, folkloru a řemesel
epochanacestach.cz
Rozloučení s prázdninami na Betlémě ve společnosti loutek, folkloru a řemesel
Přijďte se rozloučit s prázdninami do památkové rezervace Betlém v Hlinsku, a to v sobotu 30.srpna. Čeká vás den a večer plný loutek, hudby, folkloru a lidové kultury! Připraven je pestrý program pro děti i dospělé, který navíc obohatí slavnostní zakončení 29. ročníku Adámkových folklorních slavností. „V památkové rezervaci Betlém v Hlinsku jsme pro vás společně s Muzeem loutkářských
Aston Martin a Glenfiddich přicházejí s globálním partnerstvím
iluxus.cz
Aston Martin a Glenfiddich přicházejí s globálním partnerstvím
Aston Martin a Glenfiddich, celosvětově nejvíce oceňovaná značka skotské single malt whisky1), dnes oznámily uzavření exkluzivního globálního partnerství, které spojuje dvě slavné britské značky v jej
Poctivý guláš s mrkví
tisicereceptu.cz
Poctivý guláš s mrkví
Při přípravě guláše se nemusíte bát občas zaimprovizovat. Co takhle guláš s mrkví? Suroviny na 8 porcí 2 lžíce slunečnicového oleje 1 kg libového hovězího masa 2 velké cibule 10 mrkví 2 lžíc
Nalezení pokladu Saddle Ridge: Komu patřily zlaté mince obrovské hodnoty?
enigmaplus.cz
Nalezení pokladu Saddle Ridge: Komu patřily zlaté mince obrovské hodnoty?
Nález pokladu, a to zvláště velmi cenného, je vždy sám o sobě velkou událostí. Pokud ale není jasné, kde se cenný objev vzal a komu patřil, je vše ještě o poznání zajímavější. To je i případ pokladu z
Sestřenice slavné Lucy? V Etiopii byly možná objeveny zuby dosud neznámého australopitéka
21stoleti.cz
Sestřenice slavné Lucy? V Etiopii byly možná objeveny zuby dosud neznámého australopitéka
Časový interval mezi 3 až 2 miliony let je kritickým obdobím z hlediska fosilních záznamů lidské evoluce. Poprvé se objevují fosilie rodu Homo a Paranthropus a mizí možný předchůdce těchto rodů, Austr
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
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