Skoperti minn esperimenti bil-kalamita u bil-lejżer jistgħu jkunu ta 'benefiċċju għall-ħażna tad-dejta effiċjenti fl-enerġija.
"Ridna nistudjaw il-fiżika tal-interazzjonijiet optomanjetiċi," qal Rahul Jangid, li mexxa l-analiżi tad-dejta għall-proġett waqt li kiseb Ph.D. fix-xjenza u l-inġinerija tal-materjali taħt id-direzzjoni ta’ Roopali Kukreja, professur assoċjat fl-UC Davis. "X'jiġri meta tolqot dominju manjetiku b'polz tal-laser qasir ħafna?"
Dominju huwa reġjun fi ħdan kalamita li tinqaleb mill-arblu tat-tramuntana għall-arblu tan-nofsinhar. Din il-proprjetà tintuża għall-ħażna tad-dejta, bħal fil-hard disk drives tal-kompjuter.
Jangid u l-kollegi tiegħu sabu li meta kalamita tintlaqat minn laser pulsat, il-ħitan tad-dominju fis-saff ferromanjetiku jimxu b'madwar 66 kilometru kull sekonda, li huwa madwar 100 darba aktar mgħaġġel mil-limitu tal-veloċità maħsub qabel.
Ħitan tad-dominju li jiċċaqilqu b'veloċitajiet bħal dawn jistgħu jaffettwaw b'mod drammatiku kif id-dejta tinħażen u tiġi pproċessata, billi jipprovdu memorja aktar mgħaġġla u stabbli u jnaqqas il-konsum tal-enerġija tal-apparati spintronics, bħal hard disk drives, li jużaw spins tal-elettroni f'diversi saffi ta' metall manjetiku biex jaħżnu, jipproċessaw jew jittrasmettu informazzjoni.
"Ħadd ma ħaseb li dawn il-ħitan jistgħu jimxu daqshekk malajr għax suppost kellhom jilħqu l-limiti tagħhom," qal Jangid. "Din ħsejjes assolutament banana, iżda huwa veru." Huwa "banana" minħabba l-fenomenu tat-tqassim Walker, li jgħid li l-ħitan tad-dominju jistgħu biss jiġu mbuttati s'issa b'veloċità partikolari qabel ma jkissru b'mod effettiv u jieqfu jiċċaqilqu. Madankollu, dan l-istudju jipprovdi evidenza li l-lejżers jistgħu jintużaw biex issuq ħitan tad-dominju b'veloċitajiet mhux magħrufa qabel.
Filwaqt li l-biċċa l-kbira tat-tagħmir personali bħal laptops u mowbajls jużaw flash drives aktar mgħaġġla, iċ-ċentri tad-dejta jużaw hard drives irħas u aktar bil-mod. Madankollu, kull darba li ftit ta 'informazzjoni tiġi pproċessata jew tinqaleb, id-drajvs jaħarqu ħafna enerġija billi jużaw kamp manjetiku biex imexxu s-sħana mill-coils. Jekk drives jistgħu jużaw impulsi tal-lejżer fuq is-saffi manjetiċi, l-apparati joperaw b'vultaġġi aktar baxxi u l-enerġija meħtieġa għall-bit flipping titnaqqas ħafna.
Il-projezzjonijiet attwali jissuġġerixxu li l-ICTs se jammontaw għal 21 fil-mija tad-domanda dinjija għall-enerġija sal-2030, li jikkontribwixxu għat-tibdil fil-klima, sejba enfasizzata minn Jangid u ko-awturi f'dokument bit-titlu "Extreme Domain Wall Velocities under Ultrafast Optical Excitation", li ġie ppubblikat. 19 ta’ Diċembru fil-ġurnal Physical Review Letters. L-iskoperta tasal fi żmien meta t-tfittxija għal teknoloġiji li jiffrankaw l-enerġija hija kritika.
Biex twettaq l-esperiment, Jangid u l-kollaboraturi tiegħu, inklużi riċerkaturi mill-Istitut Nazzjonali tax-Xjenza u t-Teknoloġija; l-Università ta’ Kalifornja, San Diego; l-Università ta 'Colorado, l-Università ta' Colorado Springs, u l-Università ta 'Stokkolma użaw il-Faċilità ta' Riċerka Multidixxiplinarja għal Radjazzjoni tal-Laser Elettron Ħieles, sors tal-lejżer b'elettroni ħielsa li jinsab fi Trieste, l-Italja.
"Il-Laser Elettron Ħieles huwa faċilità crazy," qal Jangid. "Huwa tubu vakwu twil 2-mili fejn tieħu numru żgħir ta' elettroni, taċċellerahom għall-veloċità tad-dawl, u fl-aħħar iddawwarhom biex tipproduċi raġġi-X tant qawwi li jekk ma toqgħodx attent, tiegħek kampjun jista 'jiġi vaporizzat. Aħseb li tiffoka d-dawl tax-xemx kollu li jaqa' fuq id-Dinja fuq Penny-dak hu kemm fluss fotoni għandna fil-laser ta 'elettron ħieles.
F'Fermi, il-grupp uża r-raġġi-X biex ikejjel x'jiġri meta kalamiti nanoskala b'saffi multipli ta 'kobalt, ħadid u nikil jiġu eċċitati minn impulsi femtosecond. Femtosecond huwa definit bħala 10 sal-minus ħmistax ta' sekonda, jew miljun minn biljun ta' sekonda.
"Hemm aktar femtoseconds f'sekonda milli hemm ġranet fl-età ta 'l-univers," qal Jangid. "Dawn huma kejl żgħar ħafna, estremament veloċi, u huwa diffiċli li ġġib rasek madwarhom."
Jangid qed janalizza d-dejta u sab li huma dawn il-impulsi tal-lejżer ultraveloċi li jqanqlu s-saff ferromanjetiku, u jikkawżaw li l-ħitan tad-dominju jiċċaqilqu. Ibbażat fuq kemm jimxu malajr dawn il-ħitan tad-dominju, l-istudju jissuġġerixxi li dawn il-impulsi tal-laser ultraveloċi jistgħu jaqilbu l-bits ta 'informazzjoni maħżuna madwar 1,000 darbiet aktar malajr mill-kamp manjetiku jew metodi bbażati fuq il-kurrent spin użati llum.
It-teknika hija 'l bogħod milli prattika minħabba li l-lejżers attwali jikkonsmaw ħafna enerġija. Madankollu, Jangid jgħid li proċessi simili għal dawk użati minn compact disks biex jaħżnu informazzjoni bl-użu tal-lejżers u CD players biex tilgħab l-informazzjoni bl-użu tal-lejżers jistgħu jaħdmu fil-futur.
Il-passi li jmiss jinkludu aktar esplorazzjoni tal-proprjetajiet fiżiċi tal-mekkaniżmu li jippermetti veloċitajiet ultraveloċi tal-ħajt tad-dominju 'l fuq mil-limiti magħrufa qabel, kif ukoll immaġini tal-moviment tal-ħajt tad-dominju. Din ir-riċerka se tkompli fl-UC Davis taħt it-tmexxija ta 'Kukreja.Jangid issa qed iwettaq riċerka simili fil-National Synchrotron Light Source 2 fil-Laboratorju Nazzjonali ta' Brookhaven.
"Hemm ħafna aspetti ta 'fenomeni ultraveloċi li għadna bdejna nifhmu," qal Jangid. "Ninsab ħerqana li nittratta xi wħud mill-mistoqsijiet pendenti li jistgħu nisfruttaw avvanzi trasformattivi fl-oqsma ta 'spintronika ta' enerġija baxxa, ħażna ta 'dejta u ipproċessar ta' informazzjoni."
