В работе, опубликованной в журнале Physical Review X, группа ученых из США предложила свой ответ на вопросы, возникающие в процессе усовершенствования магнитооптических техник. По мнению ученых, их работа не только подтверждает ранее выполненные, но поставленные под сомнения, эксперименты, но и существенно расширяет научно-исследовательский инструментарий в этой области.

Магнитные переключения можно назвать основой многих современных устройств, например, служащих для обработки и хранения информации на магнитных носителях. Обычно в таких практических приложениях магниты поляризуются или переключаются при помощи магнитного поля, за счет которого домены или отдельные атомы переориентируют свой магнитный момент.

Но гораздо удобнее было бы использовать для переключения магнитного состояния материала световые импульсы, тем более что современные фемтосекундные лазеры позволяют испускать пучки гораздо меньшие по длительности (по сравнению с процессом включения и выключения магнитного поля). Однако, перед тем, как применить для размагничивания световые импульсы на практике, исследователям надо узнать гораздо больше о том, как вообще короткие световые импульсы взаимодействуют с веществом, обладающим определенными магнитными свойствами.

В рамках своей работы совместная группа ученых из Joint Institute for Laboratory Astrophysics (JILA) и University of Colorado (США) предложила новую технику, которая позволит более глубоко изучить свойства магнитооптических материалов.

Предыдущие эксперименты были сосредоточены на измерении оптического отражения ферромагнитного материала, в зависимости от величины магнитного поля (измерении магнитооптического отклика). Еще тогда эксперименты показали, что короткие импульсы видимого или инфракрасного света могут размагнитить металл. Однако, позже их результат позже был поставлен под сомнение: вероятно, на эксперименте не был отделен отклик электронов от отклика спинов.

В новой работе ученые использовали для тех же измерений крайнюю ультрафиолетовую область, которая дает гораздо большую чувствительность по отношению к спиновой динамике. Эксперименты показали, что

оптические импульсы действительно размагничивают ферромагнитную пленку никеля. А предложенный учеными исследовательский метод позволяет повысить надежность измерения реакции спина на сверхкороткие оптические импульсы.

Интересно, что в рамках своих экспериментов ученые получили то же самое время размагничивания (характерное время, которое требуется образцу, чтобы потерять свою намагниченность), как и в случае обычных методик работы с магнитными материалами. Это подтверждает то, что предложенный исследовательский метод позволяет объективно смотреть на явления.

Более того, предложенная техника существенно расширяет лабораторный инструментарий. Ранее, к примеру, оптический магнитный резонанс, как правило, исследовался при помощи рентгеновских лучей, но с использованием синхротронов для создания высокоэнергетический пучков. Опыт исследователей из США был проведен в лабораторных условия с настольным лазером, что открывает путь к воспроизведению более сложных магнитооптических экспериментов в лабораториях.

Предложенная техника должна дополнить существующие наработки в области использования крупномасштабных инструментов (например, синхротронов).