Bilim insanları, laboratuvar ortamında üretilen sentetik bir kristal içinde daha önce gözlemlenmemiş yeni bir manyetizma türü keşfetti.
Bu manyetizma türü, elektronların spinlerinin (içsel dönüş yönleri) karmaşık bir spiral yapı oluşturmasıyla karakterize ediliyor. Klasik manyetizmada spinler aynı yönde hizalanırken, antiferromanyetik malzemelerde zıt yönlerde hizalanarak makro düzeyde manyetik alanı sıfırlar. Yeni keşfedilen spiral manyetizma ise bu iki durumu benzersiz bir şekilde birleştirerek, kendi içinde ayna simetrisine sahip spiraller oluşturuyor.
Nikel iyodür (NiI₂) adı verilen iki boyutlu bir kristal üzerinde yapılan çalışmalarda, bu özel manyetik durumun ortaya çıkması için gerekli koşulların sağlandığı görüldü. Araştırmacılar, bu sentetik malzemeyi yüksek sıcaklık fırınlarında ultra ince tabakalar halinde üreterek, elektronların çevrelerindeki manyetik alanlara göre farklı yönlerde dönebilmesini sağladılar.
Polarize ışık kullanarak kristaldeki elektron spinlerinin spiral dizilimini görselleştirmeyi başaran araştırmacılar, buluşun en önemli yönlerinden birini de ortaya koydu: Bu yeni manyetizma türü, küçük bir elektrik alanıyla kontrol edilebiliyor. Yani, manyetik durum elektriksel olarak değiştirilebiliyor.
Bu buluş, özellikle spintronik adı verilen, elektronların yükü yerine spinlerinin kullanıldığı yeni nesil elektronik cihazlar için büyük potansiyel taşıyor. Spiral manyetizma tabanlı cihazlar, mevcut teknolojilere kıyasla çok daha hızlı, yoğun ve enerji verimli bellek çiplerinin geliştirilmesine olanak sağlayabilir. Özellikle yapay zeka gibi yüksek enerji tüketen alanlarda bu tür enerji tasarruflu yaklaşımlar kritik öneme sahip olacaktır.
Pratik uygulamalara geçilmesi henüz zaman alacak ve mevcut sistemler özel laboratuvar koşulları gerektirse de, sadece küçük bir elektrik alanıyla manyetik durumu değiştirme yeteneği devasa enerji tasarrufu potansiyeli sunuyor. Bu keşif, temel fizikte yeni araştırma alanları açarken, geleceğin elektronik devriminin de kapılarını aralayabilir.
