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
Supermasivní černé díry a způsob jejich vzniku poutají pozornost vědců po celém světě mnoho let. Tato vesmírná monstra s hmotností milion až 10 miliard hmotnosti našeho Slunce se nacházejí v centrech většiny velkých galaxií. Jejich původ je však záhadou. Nové objevy naznačují, že tyto objekty vznikají jinak, než si astronomové dosud mysleli.   Objevitelkou jednoho […]
Pro dospělé není život černo-bílý, žijeme v mnoha barvách. Pro dítě se však dělí na dvě poloviny – ženskou a mužskou. Od chvíle, kdy dítě začne vnímat, je pro něj otec zástupcem/modelem jedné poloviny lidstva. A pokud muž chce být skutečným mužem/otcem, musí být i „dobrým tátou“…   Role otce před 100 lety byla někde […]
Hvězda se začíná bortit do sebe pod vlastní vahou. Vytvoří útvar nepředstavitelně veliký, s galaktickou gravitací a nepopsatelnou hustotou, který dokáže deformovat i časoprostor. Černou díru. Co je uvnitř? Nejbolestivější smrt, kterou NASA poprvé simulovala… I ty nejlepší teleskopy při pohledu na černé díry dohlédnou jen k hranici zvané horizont událostí, protože potřebují detekovat nějaké elektromagnetické […]
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. […]
reklama
Historie
Kdo postavil jávský chrám Borobudur?
Byl vztyčen uprostřed džungle na ostrově Jáva, a to zhruba před 1200 lety. Kým, to dodnes zůstává záhadou. V době, kdy kamenný skvost Borobudur vznikl, zde totiž žila kultura, která i velké stavby pokrývala jen palmovými listy… Několik dlouhých staletí je Borobudur zcela zapomenutý a skrytý lidským očím. Chátrající kamenný kolos vyrve ze spárů bující […]
Premiér Kramář byl jako neřízená střela
Vznik Československa svede do společné vlády dvě osobnosti, které mají jinak jen velice málo společného.   Zatímco Edvard Beneš (1884–1948) představuje novou generaci politiků, o čtvrtstoletí starší Karel Kramář (1860–1937) je ostříleným diplomatem, který už za Rakouska-Uherska stál v čele mladočeské strany a byl poslancem vídeňského parlamentu. Po vzniku samostatného státu se právě on stává ministerským […]
Ohromila svět indiánská baletka?
Na indiány se v Americe zkraje 20. století lidé často dívají skrz prsty…Diváci, kteří nadšeně aplaudují ve vyprodaných sálech nejlepší baletce světa, ale nemají ani tušení, že jim právě tančí Ki He Kah Stah Tsa.   V rezervaci indiánského kmene Osagů v oklahomském městě Fairfax rodina Alexandera Josepha Tall Chiefa (1890–1959) něco znamená. Alexander vlastní téměř celé […]
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 […]
Zajímavosti
Zabiják celebrit speedball: Zaručená vstupenka na onen svět
Je pátek, 5. března 1982, když do pokoje hotelu Chateau Marmont v Los Angeles vstupuje Bill Wallace. Hned na prahu ztuhne při pohledu na svého blízkého přítele, amerického komika Johna Belushiho, bezvládně ležícího na podlaze. Už mu není pomoci.   Příčinou smrti je drogový koktejl, kombinace heroinu a kokainu, slangově nazývaný speedball. Po komikově smrti […]
Chcete Nobelovku? Tak si jí kupte!
Švédský vědec a průmyslník Alfred Nobel by se asi hodně divil, jaký byznys s cenou, jejíž vznik ve své závěti inicioval, se v posledních letech rozjel. Už není jen pro vyvolené – pro „ty, kteří přinesou největší prospěch lidstvu“, jak si představoval. Pro její získání stačí občas jen dorazit na aukci s dostatečným obnosem peněz. […]
Monumentální Akšardham: Největší chrám světa?
Dokonale seřízené lasery vykreslují před zraky návštěvníků úchvatnou světelnou show. Trocha mlhy pro dotvoření atmosféry, k tomu něco na zub. Jde o jediné velkoformátové kino v celém hlavním městě Indie, Novém Dillí. Překvapivě nejsme nikde v zábavním parku, ale v hinduistické svatyni!   Žádné kovové „berličky“ a beton maximálně do základů. A ty musí být […]
Chcete být milionářem? Legendární soutěž stvoří boháče i podvodníky
Když soutěž dorazí v roce 2000 do Česka, je to velká sláva. Zájem o ní ale časem opadne. Na rozdíl od jiných zemí, včetně té, kde přijde na svět – Velké Británii. V ní běží dodnes.   Pánové David Briggs, Mike Whitehill a Steven Knight už společně několik soutěží vytvořili. Většinou jsou ale určené pro […]
Záhady a napětí
Krvelačný tvor z japonských legend: Zabil naráz 12 samurajů?
Tváře vesničanů jsou bledé a zračí se v nich děs. Na loži v jednom ze stavení totiž leží vážně zraněný samuraj, jehož sem přinesli jeho druhové. Napaden měl být záhadným tvorem, jehož nikdo nikdy předtím nespatřil. Ačkoli samurajům jen tak něco nenažene strach, vesničané si všimnou, že i oni jsou notně vyvedení z míry. Co na ně […]
Tajemství automatické kresby: Může být klíčem k našemu zdraví?
Existuje poměrně mnoho procedur, které mají člověku pomoci s psychickým i fyzickým zdravím a které se zároveň vymykají z hlavního medicínského proudu. Některé považují lékaři za vyloženě šarlatánské, u jiných připouštějí, že mohou mít určitý vliv a účinek. Kam patří trochu tajuplně znějící automatická kresba?   Představte si, že sedíte v pohodlném křesle a před sebou máte prázdný […]
Střelný prach i černá magie: Co všechno dokázal alchymista „Černý Berthold“?
Traduje se, že střelný prach vynalezli čínští alchymisté, když hledali elixír mládí. Neotáčejme se ale ani k evropským alchymistům zády. Je totiž pravděpodobné, že střelný prach byl souběžně objeven i v Evropě. Často je zmiňován Černý Berthold, záhadný alchymista z konce čtrnáctého století. Kdo to byl a proč si ho historie stále pamatuje?   Potemnělé sklepní místnosti vévodí […]
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 […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Doktor Kittel: Severočeský Faust z Jizerských hor?
enigmaplus.cz
Doktor Kittel: Severočeský Faust z Jizerských hor?
V Libereckém kraji, nedaleko Jablonce nad Nisou, se nachází obec Pěnčín-Krásná. Právě zde pobýval věhlasný doktor Kittel, který je přirovnáván k legendárnímu doktoru Faustovi. Byl to bezesporu člověk,
Zůstala Krejčíková s dětmi na všechno sama?
nasehvezdy.cz
Zůstala Krejčíková s dětmi na všechno sama?
O problémech ve vztahu herečky Anety Krejčíkové (32) s tělocvikářem Ondřejem Rančákem (39) se snad šušká od začátku, co jsou spolu. Hvězda seriálu Ulice totiž neměla být jedinou, pro kterou často a 
Konal se první orientační závod v Rakousku-Uhersku?
historyplus.cz
Konal se první orientační závod v Rakousku-Uhersku?
Sedm cyklistů se v prvním orientačním závodě světa pouští nazdařbůh do terénu jen s mapou a vírou ve své schopnosti. Zvítězí ale opravdu ten, který dokáže najít nejkratší možnou cestu k cíli? Orientační závody, během nichž dostane soutěžící mapu a musí překonat stanovenou trasu, se dnes konají v běhu, na kolech i na lyžích po celém světě. Za kolébku
Zemřel muž, který strávil 72 let v železných plicích
21stoleti.cz
Zemřel muž, který strávil 72 let v železných plicích
Než byla v roce 1955 vytvořena první vakcína, byla dětská obrna obávanou nemocí. V jejím důsledku mohlo u dětí dojít k ochrnutí dýchacích a polykacích svalů. V takovém případě se jejich jedinou nadějí
Rolky s medvědím česnekem
tisicereceptu.cz
Rolky s medvědím česnekem
Můžete využít i jiné čerstvé bylinky. Rolky jsou skvělé třeba s bazalkou nebo špenátem. Suroviny 3 hrnky hladké mouky 1 hrnek vlažné vody 3 lžičky cukru krystal ½ lžičky soli 1 vejce 3 lžíc
Benátská! s Impulsem oslaví svojí třetí dekádu třemi velkými S: Scooter, Suzi Quatro & Slade
epochanacestach.cz
Benátská! s Impulsem oslaví svojí třetí dekádu třemi velkými S: Scooter, Suzi Quatro & Slade
Poslední červencový víkend je pro milovníky hudby již neodmyslitelně spjatý s festivalem Benátská! s Impulsem. Ten se od svého vzniku, kdy měl pódium sestavené z lešení a aparaturu přivázanou ke stožárům veřejného osvětlení, etabloval mezi tuzemskou špičku. Letos slaví 30 let. Mezi gratulanty nebudou chybět ani zahraniční ikony Scooter, Suzi Quatro a Slade, kteří mají
Batikovaná trička jsou zase v módě. Jak si je vyrobit?
panidomu.cz
Batikovaná trička jsou zase v módě. Jak si je vyrobit?
Moderní vzor a ještě batikovaný. Jak si jej vyrobit? Triko nejprve vhodným způsobem poskládáte, sklady převážete provázkem, polijete textilními barvami a pak zafixujete. A to je celé. S příčným pruhem Pomůcky: provázek (gumičky), injekční stříkačka (nebo nosatá láhev), molitanový štětec, mikrotenový sáček, krejčovská křída barevná, zakrývací folie Pomocná chemie: krystalická soda, chlorový čistič, sirnatan sodný
Moderní obývací pokoj
rezidenceonline.cz
Moderní obývací pokoj
Text: Alena Müllerová Foto: Archiv firem
Utekla jsem sektě právě včas
skutecnepribehy.cz
Utekla jsem sektě právě včas
S Blankou jsem se seznámila hned první den na vysoké. Dali nás na koleji do jednoho pokoje a sedly jsme si kupodivu okamžitě. Ještě ten večer jsme vyrazily na pivo a náš pokoj jsem pokřtila nocí strávenou na záchodě. Brzy jsem pochopila, že Blanka není úplně šťastný člověk. Než nastoupila na univerzitu, žila s mámou, která hodně pracovala, hodně
Nový Mercedes-AMG GT 63 PRO 4MATIC+: více agility pro závodní tratě
iluxus.cz
Nový Mercedes-AMG GT 63 PRO 4MATIC+: více agility pro závodní tratě
Společnost Mercedes-AMG představila na automobilové slavnosti Goodwood Festival of Speed nejnovější přírůstek do rodiny supersportovních vozů AMG GT – nový Mercedes-AMG GT 63 PRO 4MATIC+. Novinka se z
Tajemství Mallorcy a Menorcy: Mají starověký telegraf?
epochaplus.cz
Tajemství Mallorcy a Menorcy: Mají starověký telegraf?
Doba bronzová a železná je v plném proudu a na dnes turisticky oblíbených ostrovech Mallorca a Menorca drží otěže moci společnost, kterou dnes nazýváme Talajotickou kulturou.   Zhruba mezi 1. a 2. tisíciletím před Kristem se pustí do budování talajotů, megalitických památek, o jejichž účelu se dnes můžeme jen dohadovat. Předcházejí jim takzvané tumuly, které
Jaký muž se k vám hodí?
nejsemsama.cz
Jaký muž se k vám hodí?
Nauka o číslech – numerologie – vám poradí, s kým stvoříte ideální pár. Stačí jen znát, kdy se muž, co vás zajímá, narodil. Pak porovnejte své životní číslo s jeho číslem, a hned budete mít jasno. Omystické povaze čísel psali do hliněných tabulek již staří Sumerové. Spojitost čísel s člověkem a lidským osudem je nabíledni, každý jsme se „někdy“ narodil. To