Эволюция цифровой электроники – это история миниатюризации. От каждого последующего поколения устройств требуется меньше занимаемого места и меньше энергии, затрачиваемой для решения тех же задач. Но несмотря на то, что внутри любого современного смартфона, умещающегося на ладони, уже находятся высокоскоростные процессоры, текущий способ хранения данных имеет функциональное технологическое ограничение.

Хранить цифровую информацию на магнитных накопителях слишком ненадежно, особенно, когда внутри прибора мало места. Поэтому, единственный путь для поддержания темпа технологической революции, когда компьютеры обязаны становиться все быстрее и миниатюрнее, – это привлечение технологий спинтроники.

Cпинтроника использует спин электрона – это загадочное свойство отрицательно заряженной частицы. Физическую природу спина пока еще никто не сумел объяснить. Однако теперь ей найдено применение – запись и считывание информации.

Для мобилизации этой технологии ученым осталось только понять, как именно управлять спином, чтобы он стал надежным носителем компьютерного кода.

Ученые кафедры энергетики Брукхейвенской Национальной лаборатории сумели точно измерить ключевой параметр электронного взаимодействия – неадиабатический спиновый момент, который необходим для дальнейшего развития устройств на принципах спинтроники.

«До сих пор никто не мог измерить спиновый момент достаточно точно для подробного сравнения экспериментальных данных с математической моделью, – говорит Юмей Джоу из Брукхейвенской лаборатории физики. – Мы по-настоящему продвинулись в фундаментальном понимании того, что будет иметь непосредственное значение для создания электронных устройств».

Большинство современных технологий не в состоянии в полной мере использовать свойства электрона. Одно из них – параметр, известный как направление спина, в спинтронике может стать важным для повышения величины средней плотности хранения и передачи информации.

Но, как засвидетельствует любой ученый, критична не только плотность данных, но и скорость их обработки.

«Одна из главных причин, почему люди так хотят узнать величину неадиабатического спинового момента, является то, что он в основном и определяет, насколько быстрым может быть устройство, основанное на принципах спинтроники, – сказал Шон Поллард, аспирант Брукхейвенской лаборатории из Стоунбрукского Университета и ведущий автор статьи. – Скорость чтения и записи данных продиктована размерами этого числа, которое мы измерили, а оно на самом деле очень, очень большое. Это означает, что технология потенциально является очень быстрой».