در مقابل، دستکاری مواد ضدفرومغناطیس برای ذخیره‌سازی اطلاعات بسیار چالش‌برانگیز است. بااین‌حال از آنجایی که خاصیت مغناطیسی خالص آن‌ها صفر است، اطلاعات موجود در این مواد بسیار امن‌تر و سریع‌تر حمل می‌شوند. آلترمغناطیس‌ها از سرعت و انعطاف ضدفرومغناطیس برخوردارند، اما از خاصیت مهم فرومغناطیس‌ها به نام شکستن تقارن معکوس زمانی نیز بهره می‌برند. این خاصیت عجیب تقارن اجسام در حال حرکت رو به جلو و عقب در زمان را بررسی می‌کند. امین می‌گوید:
به عنوان مثال، ذرات گاز به اطراف پرواز می‌کنند و از طریق برخورد تصادفی با یکدیگر، فضا را پر می‌کنند. اگر زمان را به عقب برگردانید، رفتار آن‌ها هیچ تفاوتی نمی‌کند.
مشاهده فوق به معنی حفظ تقارن است. بااین‌حال از آنجا که الکترون‌ها دارای اسپین کوانتومی و گشتاور مغناطیسی هستند، معکوس‌کردن زمان و بنابراین جهت حرکت، اسپین را تغییر می‌دهد و به همین دلیل تقارن شکسته می‌شود. امین دراین باره توضیح می‌دهد:
این دو سیستم الکترونی را در نظر بگیرید: در یکی از آن‌ها زمان به طور عادی در حال پیشرفت است، درحالی‌که دیگری به عقب می‌رود و بنابراین تقارن شکسته می‌شود. این وضعیت عامل به وجود آمدن پدیده‌های الکتریکی مشخص است.
یافتن حلقه گمشده ابررسانایی
پژوهشگرها به رهبری پیتر وادلی، استاد فیزیک دانشگاه ناتینگهام، از تکنیکی به نام میکروسکوپ الکترونی گسیل نوری برای تصویربرداری از ساختار و خواص مغناطیسی ماده‌ای به نام تلورید منگنز استفاده کردند که قبلا تصور می‌شد ضدفرومغناطیسی است. امین می‌گوید:
ابعاد مختلف مغناطیس بر اساس قطبیدگی پرتوهای ایکس انتخابی روشن می‌شوند. نور قطبی‌شده‌ی دایره‌ای دامنه‌های مغناطیسی مختلفی را که به خاطر شکست تقارن معکوس زمانی ایجاد شدند، آشکار می‌کند. در حالی که پرتوهای ایکس قطبی‌شده‌ی افقی یا عمودی به گروه اجازه می‌دهند جهت گشتاورهای مغناطیسی را در سراسر ماده اندازه‌گیری کنند. با ترکیب نتایج هر دو آزمایش، پژوهشگرها اولین نقشه از دامنه‌ها و ساختارهای مغناطیسی مختلف را در یک ماده‌ی آلترمغناطیسی ایجاد کردند.
بیشتر بخوانید:
تیم پژوهشی پس از اثبات مفهوم آلترمغناطیسی، با دستکاری ساختارهای مغناطیسی داخلی از طریق یک تکنیک چرخه‌ی حرارتی کنترل‌شده، مجموعه‌ای از دستگاه‌های آلترمغناطیسی را ساختند. امین می‌گوید:
ما توانستیم این بافت‌های گردابی عجیب و غریب را در دو دستگاه شش ضلعی و مثلثی‌شکل دهیم. این گرداب‌ها در داخل اسپینترونیک به عنوان حامل‌های بالقوه‌ی اطلاعات بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند، بنابراین این اولین نمونه از چگونگی ساخت یک دستگاه کاربردی بود.
به گفته‌ی پژوهشگران، قدرت تصویربرداری و کنترل نوع جدید خاصیت مغناطیسی می‌تواند با افزایش انعطاف و سرعت و سهولت کاربرد، تحولی را در زمینه‌ی طراحی دستگاه‌های حافظه‌ی نسل بعدی رقم بزند.
مطالعه در مجله‌ی نیچر منتشر شده است.
source