Ученые Массачусетского технологического института и их коллеги создали экспериментальную «игровую площадку» для наблюдения за экзотической физикой — процессами, которые могут нарушать действующие законы. Так физики нашли новый способ манипулировать магнетизмом в материале с помощью света.

Твердые тела состоят из различных типов элементарных частиц, таких как протоны и нейтроны. Также распространенными в таких материалах являются «квазичастицы», к которым относятся экситоны, содержащие электроны и «дырки» — носители положительного заряда.

Работа ученых предполагала создание необычных экситонов, которые были бы подвержены влиянию окружающей среды. В результате физики обнаружили, что импульс света заставляет каждый электрон в NiPS₃ (трисульфиде никеля-фосфора) вращаться по кругу. Вращения синхронизированы и образуют спиновую волну — волну с большими волновыми числами — по всему материалу.

Спинтроника, по сути, использует вращение электронов, чтобы выйти за рамки электроники, которая основана на их заряде. Способность создавать спиновые волны в антисегнетоэлектрическом (диэлектрическом, имеющем спонтанно-поляризованные элементарные ячейки) материале может привести к созданию устройств, которые будут считывать или записывать информацию гораздо быстрее, чем устройства, основанные только на электронике.

«Мы еще не достигли этой цели. В этой статье мы продемонстрировали процесс, лежащий в основе последовательного переключения доменов: следующим шагом является фактическое переключение доменов», — говорит Эдоардо Бальдини, профессор Техасского университета в Остине.