Berita Magnet 2021: Pengamatan Nutasi Pertama Bahan Magnetik
Buckyballsrecall

Berita Magnet 2021: Pengamatan Nutasi Pertama Bahan Magnetik

Berita Magnet 2021: Pengamatan Nutasi Pertama pada Bahan Magnetik – Sebagian besar ‘memori’ dunia dan semua aktivitas digital kita didasarkan pada media, hard disk, di mana informasi dikodekan berkat magnetisme, dengan mengarahkan putaran elektron ke satu arah atau sebaliknya.

Sebuah tim ilmuwan internasional yang dipimpin oleh fisikawan Italia Stefano Bonetti, profesor di Ca’ Foscari University of Venice dan Universitas Stockholm, telah berhasil untuk pertama kalinya mengamati ‘nutasi’ spin ini dalam bahan magnetik, yaitu osilasi dari mereka sumbu selama presesi.

Berita Magnet 2021: Pengamatan Nutasi Pertama Bahan Magnetik

Periode nutasi yang diukur adalah orde satu picosecond: seperseribu miliar detik. Penemuan ini baru-baru ini diterbitkan oleh Nature Physics.

Sumbu putaran melakukan nutasi dan presesi, seperti halnya objek apa pun yang berputar, dari gasing berputar hingga planet.

Dalam penelitian ini, fisikawan mengamati secara eksperimental bahwa nutasi sumbu putaran magnetik 1000 kali lebih cepat daripada presesi, rasio yang sangat mirip dengan Bumi.

Penemuan baru tentang karakteristik fisik putaran yang sampai sekarang tidak diketahui ini merupakan hal mendasar dalam penelitian untuk membuat teknologi digital semakin cepat, ringkas, dan efisien secara energi.

Namun, untuk memanipulasi fenomena ini pada skala waktu seperseribu miliar detik, pertama-tama kita perlu mengetahui dinamikanya, termasuk dinamika inersia.

“Ini adalah bukti langsung dan eksperimental pertama dari gerakan inersia putaran magnet,” jelas Stefano Bonetti, yang mengoordinasikan proyek ERC pada magnetisme ultracepat.

“Dengan implikasi yang memengaruhi, misalnya, pusat data yang menyimpan hampir semua informasi digital umat manusia.”

“Dalam bit dengan kutub utara naik atau turun, sehingga mengkodekan komputer 0s dan 1s.”

“Ketika putaran ini dibalik untuk menulis informasi, presesi dan nutasi juga ikut bermain. Mengetahui periode nutasi menjadi penting seiring dengan meningkatnya kecepatan putaran.”

“Pengamatan pertama dari pergerakan ini membuka jalan bagi teknologi baru untuk meningkatkan efisiensi aktivitas digital kami, yang, di antara semua aktivitas manusia, mencatat peningkatan konsumsi energi tertinggi.”

Percobaan

Eksperimen tersebut membutuhkan kerjasama dengan beberapa laboratorium ilmiah Eropa di Jerman (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Chemnitz University of Technology, University of Duisburg-Essen, German Aerospace Center (DLR), TU Berlin) Prancis (École Polytechnique) dan Italia (Federico II).

University of Naples dan ‘Parthenope’ University of Naples), dengan pengukuran kunci dilakukan di Pusat Penelitian Helmholtz di Dresden-Rossendorf, Jerman.

Di pusat ini, laboratorium TELBE mampu menghasilkan radiasi terahertz yang intens (yaitu rentang frekuensi antara gelombang mikro dan inframerah) yang diperlukan untuk percobaan.

Kelompok yang dipimpin oleh Stefano Bonetti termasuk kelompok pertama yang menggunakan laboratorium ini dan membantu mengembangkan mesin yang sebenarnya.

”Eksperimen pertama sangat menantang,” kata fisikawan Ca’ Foscari, ”tetapi, setelah beberapa tahun, mesin itu sudah beroperasi dengan kinerja yang sangat tinggi.”

“Pengukuran ini dilakukan selama setahun, pada tiga kesempatan berbeda, untuk memeriksa reproduktifitas efek yang belum pernah diamati sebelumnya ini.”

Berita Magnet 2021: Pengamatan Nutasi Pertama Bahan Magnetik

Kegiatan Stefano Bonetti adalah bagian dari konteks investasi yang lebih luas oleh universitas Venesia dalam penelitian ilmiah dan pengajaran Departemen Ilmu Molekuler dan Nanosistem.

Mulai tahun ajaran ini, departemen ini meluncurkan program gelar di bidang Teknik Fisika, yang dikoordinir oleh Bonetti, seorang insinyur fisika sendiri: “Ilmu pengetahuan selalu berkembang, dan siapa yang tahu apa yang akan kita jelajahi sepuluh tahun dari sekarang, tetapi gagasan program gelar baru justru untuk mempersiapkan generasi baru ilmuwan yang siap menghadapi tantangan masa depan.”