17 feb. 1999
2 minuten
Een ultrakorte warmtepuls van een twintig miljoenste van een miljoenste seconde kan een bit in een magnetisch geheugen omzetten. Dat is een volkomen onverwachte ontdekking, waarover voormalig FOM-onderzoeker dr. Alexey Kimel in Nature verslag deed.
"Absolute nonsens", zegt Kimel aan de telefoon vanuit Grenoble, waar hij een congres bijwoont. Zijn ontdekking – en het andere recent werk van mensen uit de groep van FOM-werkgroepleider Theo Rasing, hoogleraar in de vastestoffysica, brengt heel wat in beweging in de natuurkunde. "Absolute nonsens. Dat dachten we toen we dit ontdekten. Dit gaat echt in tegen alle oude ideeën over magnetisme."
Van pool veranderen
De atomen in een magnetisch materiaal zijn zelf allemaal kleine minimagneetjes – spins genaamd. Die kunnen met hun noordpool allemaal dezelfde kant op wijzen (dan heb je een gewone magneet), of om en om staan (dan heb je een anti-ferromagneet). Door een externe kracht zijn de polen van richting te veranderen. In de harde schijven van onze computers gebeurt dat met een andere magneet en zo slaan we informatie op. Dat kost nu ongeveer een nanoseconde, een miljardste van een seconde.
Met warmte kan het ook
Vorig jaar ontdekte Kimel iets onverwachts. Met heel korte laserpulsen – 0,05 van een miljoenste van een miljoenste seconde – kon hij van een anti-ferromagneet gemaakt van ijzer en gadolinium héél kort een gewone magneet maken. Ook dat was goed voor een Nature-paper. "We gebruikten daarbij toen een klein beetje magneetveld en we waren benieuwd met hoe weinig magneetveld we dat effect nog zouden kunnen bereiken. Tot onze grote verrassing was het helemaal niet nodig. De warmte van de laserpuls is genoeg. Opmerkelijk, want warmte heeft natuurlijk zelf geen richting."
De ontdekking zou kunnen leiden tot veel snellere harde schijven, maar, zoals Kimel benadrukt: "Echte doorbraken in de wetenschap leiden meestal tot toepassingen die je nog helemaal niet kunt verzinnen." En mocht dit principe wél toegepast worden op grote schaal, dan zal het met een ander materiaal moeten. Gadolinium is namelijk een zeldzaam en duur aardmateriaal. ‘We gaan nu op zoek naar goedkope, kunstmatige materialen waarmee het ook kan."
Kimel kreeg een NWO-Vidi subsidie en een ERC starting grant voor dit onderzoek. Bekijk hier een samenvatting van het verslag van het onderzoeksteam.
Lees meer in een commentaar op Science Now.
Anderen lazen ook
