Członkowie zespołu badawczego opisali swoje dokonania w Science Advances, wyjaśniając, że ostatnie postępy wykazały coś, co do tej pory uznawano za całkowicie niemożliwe. Dzięki zorganizowanym badaniom naukowcy zza naszej zachodniej granicy doprowadzili do sytuacji, w której impulsy laserowe wzbudzały elektrony warunkujące magnetyzm metali ziem rzadkich.
Czytaj też: Niebywała technologia dostarcza paliwa przyszłości. Przy okazji usuwa coś szkodliwego
Te są niezwykle powszechnie wykorzystywane i nawet jeśli nie mamy tego świadomości, to okazują się występować niemal na każdym kroku. Przez długi czas wydawało się jednak, że wpływanie na właściwości magnetyczne tych substancji jest niemożliwe. Próbując zadać kłam temu twierdzeniu fizycy z Hamburga wykorzystali lasery rentgenowskie. Efekty tych działań mogły zaskoczyć nawet samych autorów.
Nie chodzi jedynie o podważenie długoletnich przekonań panujących w środowisku naukowym. Ostatnie dokonania powinny mieć szereg praktycznych zastosowań! Wystarczy wyobrazić sobie możliwość projektowania wydajniejszych, szybszych czy bardziej energooszczędnych urządzeń wykorzystywanych w celu przechowywania informacji.
Właściwości magnetyczne metali ziem rzadkich udało się zmienić dzięki wykorzystaniu impulsów laserowych
W toku eksperymentów naukowcy korzystali z dwóch niezwykle silnych laserów: EuXFEL oraz FLASH. Emitowane przez nie ultrakrótkie impulsy rentgenowskie umożliwiają śledzenie procesów, które zachodzą w materiałach magnetycznych w niewyobrażalnie krótkich skalach czasowych. Te wynoszą zaledwie kilka femtosekund, przy czym jedna femtosekunda stanowi jedną milionową miliardowej części sekundy.
Ostrzeliwując metale ziem rzadkich za pomocą takich laserów inżynierowie sprawili, że doszło do zmiany stanu orbitalnego przez owe elektrony. Eksperymenty dotyczyły terbu, odkrytego w XIX wieku i stosowanego między innymi w celu stopu znanego jako terfenol-D. Wiedząc, że impulsy laserowe mogą być używane w celu kontrolowania właściwości magnetycznych metali ziem rzadkich, naukowcy mają przed sobą bardzo korzystne perspektywy.
Czytaj też: Naukowcy pokazali, jak powstaje energia z fuzji w tokamaku. Fenomenalna wizualizacja
Za przykład podają postępy dotyczące technologii HAMR, która polega na zapisie magnetycznym wspomaganym ciepłem. Takowa pozwala na przechowywanie danych w sposób szybszy i wydajniejszy niż miało to miejsce do tej pory. Obecnie na potrzeby HAMR stosuje się stopy metali zawierające platynę, żelazo czy kobalt. Wykorzystując w ich miejsce metale ziem rzadkich można byłoby jeszcze bardziej usprawnić cały proces.
Największą niewiadomą dotyczącą ostatnich postępów w wykonaniu niemieckich naukowców stanowi to, czy wywołane impulsami laserowymi zmiany będą miały długotrwały charakter. Jeśli okaże się, że utrzymują się jedynie przez krótki czas, to skala sukcesu będzie mniejsza niż się obecnie wydaje. Mimo to, potencjał drzemiący w przyjętym podejściu wydaje się bardzo duży.
