Пока, конечно, спины земную ось не вращают, но небольшие объекты уже могут. Недавний эксперимент в Boston University (США) убедительно доказал это [1].

Идея эксперимента изображена на рис. 1. При протекании тока из ферромагнитной части стержня (FM) в немагнитную (NM) происходит передача вращательного момента, поскольку спин электрона это и есть вращательный момент, которому соответствует магнитный момент. При перевороте спина (spin-flip) вращательный момент передается решетке.

Рис. 1. Переворот спинов электронов, пришедших из ферромагнитного металла (FM) в немагнитный металл (NM), вызывает вращение стержня

Конечно, передаваемый момент очень мал и, чтобы наблюдать его, необходима большая смекалка. Авторы догадались сделать этот стержень осью микромеханического резонатора (рис.2). Если на стержень подать переменное напряжение с частотой равной собственной частоте резонатора, то даже слабый крутильный момент можно зарегистрировать. Это и было сделано.

Рис. 2. Снимок структуры наномеханического резонатора, полученный с помощью электронного сканирующего микроскопа. На втором снимке виден контакт ферромагнитного кобальта (красный) с немагнитным золотом (желтый)

Вообще, эффект передачи вращательного момента может иметь совершенно другие приложения. Например, с его помощью собираются «раскрутить» молекулу ДНК. Кроме того, он может помочь понять структуру мироздания. Предполагается, что в момент возникновения Вселенной, образовалась выделенная ось. Возможно, она направлена вдоль направления распространения реликтового излучения. Следствием это является нарушение четности, которое впервые наблюдали в экспериментах со слабым взаимодействием. Новые эксперименты могут быть основаны как раз на эффекте передачи момента [2].

В. Вьюрков

• 1. G.Zolfagharkhani et al., Nature Nanotech. 3, 720 (2008)
• 2. B.R.Heckel et al., Phys. Rev. Lett. 97, 021603 (2006)