في اكتشاف علمي مذهل، نشر في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، كشف باحثون من مركز المواد الهجينة والنشطة والمتجاوبة التابع للجامعة، والمدعوم من قبل مؤسسة العلوم الوطنية، عن قدرة الأمواج المغناطيسية الصغيرة، المعروفة بالماغنون، على توليد إشارات كهربائية قابلة للقياس عند تحركها عبر المواد الصلبة.
كيف تنقل الماغنون المعلومات
تعتمد الإلكترونيات التقليدية على تدفق الإلكترونات المشحونة، التي تفقد الطاقة على شكل حرارة عند مرورها عبر الدوائر. لكن الماغنون تختلف عن ذلك، حيث تنقل المعلومات عبر تزامن “الدوران” للإلكترونات، مكونة أنماطًا موجية عبر المادة.
ووفقًا للنماذج النظرية التي طورتها فرق عمل جامعة ديلاوير، فإن هذه الأمواج المغناطيسية عندما تمر عبر المواد المضادة للفيرومغناطيسية، يمكنها أن تحفز الاستقطاب الكهربائي، مما يؤدي إلى إنشاء جهد كهربائي قابل للقياس.
نحو حوسبة فائقة السرعة وموفرة للطاقة
يمكن للماغنون في المواد المضادة للفيرومغناطيسية أن تتحرك بترددات تيراهيرتز، أي أسرع بحوالي ألف مرة من الأمواج المغناطيسية في المواد التقليدية. هذه السرعة الفائقة تشير إلى مسار واعد للحوسبة فائقة السرعة وذات الطاقة المنخفضة.
يعمل الباحثون حاليًا على التحقق من توقعاتهم النظرية من خلال التجارب، ودراسة كيفية تفاعل الماغنون مع الضوء، مما قد يؤدي إلى طرق أكثر كفاءة في التحكم بها.
تطوير الأبحاث في المواد الكمية
يساهم هذا العمل في تحقيق هدف مركز CHARM الأكبر في تطوير المواد الكمية الهجينة للتقنيات المتقدمة. يدرس الباحثون في المركز كيفية دمج الأنظمة المختلفة، مثل المغناطيسية والإلكترونية والكمية، والسيطرة عليها لخلق تقنيات الجيل المقبل.
يهدف المركز إلى تصميم مواد ذكية تتفاعل مع بيئتها وتساهم في تحقيق اختراقات في مجالات الحوسبة والطاقة والاتصالات.
الخاتمة
تُعد اكتشافات فريق الباحثين في مركز CHARM خطوات هامة نحو دمج الأنظمة المغناطيسية والكهربائية في أجهزة الكمبيوتر المستقبلية، مما قد يزيل الحاجة إلى التبادل المستمر للطاقة الذي يحد من أداء الأجهزة الحالية. إن هذه البحوث لا تُعزز فقط فهمنا للمواد الكمية الهجينة، بل تفتح أيضًا الباب أمام تطبيقات مستقبلية في مجال الحوسبة والطاقة والاتصالات، مما يعزز من قدرتنا على تطوير تقنيات المستقبل.