Все магниты, от тех, что висят на холодильнике до мощных, в исследовательских лабораториях, содержат вращающиеся квазичастицы магноны. Направление вращения одного магнона может влиять на соседний, и так далее, запуская спиновые волны. С их помощью передавать информацию потенциально эффективнее, чем через электричество, и магноны могут служить «квантовыми связями», которые «склеивают» кубиты в квантовых компьютерах.
Группа исследователей из Колумбийского университета, Университета Вашингтона, Нью-Йорского университета и Национальной лаборатории Ок-Ридж показала, что магноны в полупроводнике из сульфобромида хрома (CrSBr) могут составлять пары с другой квазичастицей экситоном, которая излучает свет. Это дает возможность увидеть вращающиеся квазичастицы, пишет Phys.org.
«Впервые мы можем видеть магноны с помощью простого оптического эффекта», — сказал Чжу Сяоян, один из исследователей. Они видны благодаря квантовому переносу или конверсии одного «кванта» энергии в другой. Энергия экситонов на четыре порядка больше, чем у магнонов. И теперь, поскольку они прочно соединены, ученые могут без труда следить за изменениями в магнонах.
Этот перенос в будущем позволит создавать сети квантовой информации, которые будут переносить кубиты данных с помощью света на сотни километров по оптическим кабелям.
Примечательной оказалась и длительность когеренции, или времени осцилляции экситонов в результате воздействия света на магноны. Она продолжалась намного больше лимита в пять наносекунд. Дальность передвижения этого феномена составила семь микрометров. И даже в CrSBr толщиной один атом этот феномен продолжал работать, что дает надежду на создание сверхтонких спинтронных устройств.
Ученые планируют и дальше исследовать потенциал этого материала, параллельно изучая возможность других вариантов.
Не исключено, что в будущем мы сможем хранить, обрабатывать и передавать информацию в квантовых компьютерах с помощью электронного спина. Ученые давно стремятся сделать эту технологию рабочей при комнатной температуре. В прошлом году команда исследователей из Швеции, Финляндии и Японии собрала такой полупроводник.
