由东北大学石原澄夫教授领导的一个研究小组发现,当金属磁铁暴露在强光下时,所有电子的自旋都会从自旋方向相同的阵列转变为相互排列的阵列。反方向交错,磁铁的特性瞬间消失,我们通过理论计算模拟成功证明了这一点。
在一块磁铁中,所有称为电子自旋的小磁铁都排列在同一方向,磁铁的功能表现为一个整体。为了高速处理大量信息,有效且快速地操作自旋很重要,并且需要阐明其原理。
最近的激光技术开辟了在很短的时间内操作它的可能性。迄今为止,人们已经知道,当光照射到自旋交错的绝缘体上时,所有金属都在同一方向上排列。
研究组正在考虑逆向操作。理论上计算出,当电子自旋全部排列在同一方向的金属暴露在强光下时,方向相反,磁铁特性会立即丧失(10/1万亿秒到1万亿分之一秒)。成功通过仿真演示。
所有自旋在磁铁中都沿同一方向排列,因为在自旋过程中产生平行力。在计算中,通过照射激光,意味着使自旋相互平行的力转化为使它们反平行的力。使自旋平行的力具有磁铁的特性,是在 1950 年代发现的。首次发现这种力在强光下表现出相反的性质。
研究表明了从反平行到平行的机制。预计两者的结合使用将使自旋阵列在两个方向上都能够高速运行。由于自旋排列与电流密切相关,因此有望为使用超快开关的器件设计提供指导。