Bilim insanları, süper iletkenlik alanında uzun süredir eksik olduğu düşünülen ve “kayıp halka” olarak tanımlanan bir keşfe imza attılar. Nottingham Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, manyetizmanın üçüncü bir formunu keşfederek, yeni nesil manyetik bellek cihazlarının ve süperiletken malzemelerin geliştirilmesine ışık tutacak önemli bir buluş yaptı.
Süper iletkenlikte “kayıp halka” ortaya çıktı
Geleneksel olarak manyetizma, ferromanyetizma ve antiferromanyetizma olmak üzere iki ana kategoriye ayrılır. Ferromanyetik malzemelerde atomik ölçekli manyetik momentler aynı yönde hizalanırken, antiferromanyetik malzemelerde bu momentler birbirine zıt yöndedir. Ancak 2022’de teorize edilen ve şimdi kanıtlanan altermanyetizma, bu iki türün özelliklerini birleştirerek benzersiz bir yapı oluşturuyor. Altermanyetik malzemelerde manyetik momentler zıt yönde olmasına rağmen, bu yapılar hafifçe bükülmüş durumda, bu da ferromanyetiklerin okuma/yazma kolaylığını, antiferromanyetiklerin hız ve güvenliğiyle birleştiren bir sistem sunuyor.
Bu keşif, zaman simetrisini kırma özelliği de taşıyor. Elektronlar hem kuantum spinine hem de manyetik momente sahip olduğu için, zamanın geri sarması, spinlerin değişmesine yol açar ve simetriyi bozar. Araştırmacıların yaptığı çalışmalar, mangan tellürid (MnTe) adlı malzemenin daha önce antiferromanyetik olduğu düşünülen yapısının aslında altermanyetik özellikler sergilediğini ortaya koydu. Bilim insanları, manyetizma ile süperiletkenlik arasındaki simetri farklarını açıklayacak bir model arayışındaydılar. Bu yeni keşif, süperiletkenliğin temel mekanizmalarını daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.
Bu buluş, özellikle spintronik alanında devrim yaratma potansiyeline sahip. Spintronik, elektronik cihazlarda geleneksel elektrik yükü yerine elektronların “spin” özelliklerini kullanarak bilgi işlemeyi amaçlayan bir teknoloji dalıdır. Araştırmacılar, altermanyetik malzemeleri belirli sıcaklık koşullarında işleyerek özel manyetik yapılar oluşturmayı başardılar. Bu yapılar, özellikle vorteks (girdap) yapıları, gelecekte ultra hızlı ve güvenli veri depolama sistemlerinin geliştirilmesine olanak tanıyabilir. Bilim insanları, altermanyetik malzemelerin, önümüzdeki yıllarda daha fazla araştırılarak günlük hayatta kullanılan elektronik cihazlara entegre edilebileceğini düşünüyor. Bu çalışmalar başarılı olursa, altermanyetik malzemeler yüksek hızlı ve dayanıklı bellek çözümleri sunarak, veri güvenliği ve enerji verimliliği konularında çığır açabilir.
