Los osciladores Spin-torque STO son dispositivos a nanoescala que generan microondas utilizando cambios en la dirección del campo magnético, pero los producidos por cualquier dispositivo individual son demasiado débiles para aplicaciones prácticas. Los físicos han intentado, y hasta la fecha, han fallado constantemente.para producir campos de microondas confiables mediante el acoplamiento de grandes conjuntos. Michael Zaks de la Universidad Humboldt de Berlín y Arkady Pikovsky de la Universidad de Potsdam en Alemania ahora han demostrado por qué la conexión de estos dispositivos en serie no puede tener éxito y, al mismo tiempo, sugirieron otros caminos paraexplorar. Su trabajo fue publicado recientemente en EPJ B .
La física detrás de las oscilaciones de par de giro es la misma que la que se encuentra detrás del disco duro de la computadora en la que es muy probable que esté leyendo este texto. Es un efecto mecánico cuántico conocido como 'magnetorresistencia gigante', en el que se cambia el externoEl campo magnético alrededor de una pila de capas de metales ferromagnéticos y no magnéticos alternos da lugar a cambios sustanciales en la resistencia eléctrica.
Si la fuerza eléctrica producida es lo suficientemente fuerte y las capas magnéticas pueden girar libremente, se produce una oscilación magnética y se generan microondas; este es el efecto STO. Sin embargo, solo las oscilaciones sincronizadas de grandes conjuntos de osciladores pueden producir microondas que son suficientemente potentespara ser útil. El trabajo de Zaks y Pikovsky ilustra por qué ha resultado tan difícil sincronizarlos.
Para hacerlo, los físicos simularon el movimiento de un conjunto de STO acoplados en serie utilizando las ecuaciones de dinámica no lineal. Su análisis reveló que los conjuntos siempre eran demasiado inestables para que las oscilaciones permanecieran coherentes. En particular, descubrieron queLas fluctuaciones aleatorias de la corriente eléctrica que afectan a todos los osciladores simultáneamente, el llamado 'ruido común', no estabilizan las oscilaciones, como algunos habían predicho, sino que, en algunos casos, fluctuaciones suficientemente fuertes fueron capaces de suprimir las oscilaciones por completo.
Zaks y Pikovsky han denominado a este fenómeno recién descubierto 'muerte por oscilación inducida por ruido'. Armados con nuevos conocimientos teóricos sobre este sistema, ahora están investigando otros métodos para acoplar estas máquinas a nanoescala para producir microondas robustas en la macro escala.
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