D’fhéadfadh fionnachtana ó thurgnaimh mhaighnéad agus léasair a bheith ina chabhair do stóráil sonraí atá tíosach ar fhuinneamh.
"Theastaigh uainn staidéar a dhéanamh ar fhisic na n-idirghníomhaíochtaí optamaighnéadacha," a dúirt Rahul Jangid, a bhí i gceannas ar an anailís sonraí don tionscadal agus é ag tuilleamh a Ph.D. in eolaíocht ábhar agus innealtóireacht faoi stiúir Roopali Kukreja, ollamh comhlach ag UC Davis. "Cad a tharlaíonn nuair a bhuaileann tú fearann maighnéadach le cuisle léasair an-ghearr?"
Is éard is fearann ann ná réigiún laistigh de mhaighnéad a shreabhann ón gcuaille thuaidh go dtí an cuaille theas. Úsáidtear an t-airí seo le haghaidh stórála sonraí, mar shampla i dtiomántáin diosca crua ríomhaire.
Fuair Jangid agus a chomhghleacaithe amach, nuair a bhuaileann léasair pulsed maighnéad, bogann ballaí an fhearainn sa chiseal ferromagnetic ag thart ar 66 ciliméadar in aghaidh an tsoicind, atá thart ar 100 uair níos tapúla ná an luasteorainn a measadh roimhe seo.
D’fhéadfadh tionchar mór a bheith ag ballaí fearainn ag gluaiseacht ar luasanna den sórt sin ar an gcaoi a stóráiltear agus a phróiseáiltear sonraí, ag soláthar cuimhne níos tapúla, níos cobhsaí agus ag laghdú tomhaltas fuinnimh feistí spintronics, mar thiomáineann diosca crua, a úsáideann spins leictreon laistigh de shraith iolrach de mhiotal maighnéadach chun stóráil, faisnéis a phróiseáil nó a tharchur.
"Níor cheap éinne go bhféadfadh na ballaí seo bogadh go tapa seo toisc go raibh siad ceaptha a gcuid teorainneacha a bhaint amach," a dúirt Jangid. "Fuaimeann sé go hiomlán bananaí, ach tá sé fíor." Tá sé "bananaí" mar gheall ar an bhfeiniméan miondealú Walker, a deir nach féidir ballaí fearainn a bhrú ach go dtí seo ar luas áirithe sula ndéanann siad briseadh síos go héifeachtach agus stopann siad ag bogadh. Mar sin féin, cuireann an staidéar seo fianaise ar fáil gur féidir léasair a úsáid chun ballaí fearainn a thiomáint ar luasanna anaithnide roimhe seo.
Cé go n-úsáideann an chuid is mó de ghléasanna pearsanta ar nós ríomhairí glúine agus fóin phóca tiomántáin splanc níos tapúla, úsáideann ionaid sonraí tiomántáin chrua atá níos saoire agus níos moille. Mar sin féin, gach uair a phróiseáiltear nó a iompaítear beagán faisnéise, dónn na tiomántáin go leor fuinnimh trí úsáid a bhaint as réimse maighnéadach chun teas a sheoladh trí na cornaí. Dá bhféadfadh tiomántáin bíoga léasair a úsáid ar na sraitheanna maighnéadacha, d'oibreodh na feistí ag voltais níos ísle agus laghdófaí go mór an fuinneamh a theastaíonn le haghaidh smeach giotán.
Tugann réamh-mheastacháin reatha le fios go mbeidh ICTanna freagrach as 21 faoin gcéad d’éileamh fuinnimh an domhain faoi 2030, ag cur le hathrú aeráide, toradh a léirigh Jangid agus comh-údair i bpáipéar dar teideal “Extreme Domain Wall Velocities under Ultrafast Optical Excitation,” a foilsíodh. 19 Nollaig san iris Physical Review Letters. Tagann an fhionnachtain ag am a bhfuil sé ríthábhachtach cuardach a dhéanamh ar theicneolaíochtaí coigilte fuinnimh.
Chun an turgnamh a dhéanamh, Jangid agus a chomhoibrithe, lena n-áirítear taighdeoirí ón Institiúid Náisiúnta Eolaíochta agus Teicneolaíochta; Ollscoil California, San Diego; d'úsáid Ollscoil Colorado, Ollscoil Colorado Springs, agus Ollscoil Stócólm an Áis Taighde Ildisciplíneach do Radaíocht Léasair Leictreon In Aisce, foinse léasair saor-leictreon atá lonnaithe i Trieste, an Iodáil.
"Is áis dÚsachtach é an Léasair Leictreon In Aisce," a dúirt Jangid. “Is feadán folúis 2-míle ar fhad é ina dtógann tú dornán leictreoin, luasghéaraíonn tú iad go dtí luas an tsolais, agus sa deireadh luascadh timpeall iad chun X-ghathanna a tháirgeadh chomh geal sin mura mbíonn tú cúramach, do D’fhéadfaí an sampla a ghalú Smaoinigh air mar dhíriú ar sholas na gréine ar fad a thiteann ar an Domhan ar phingin—sin é an méid flosc fótóin atá againn ag an léasair saorleictreon.
Ag Fermi, bhain an grúpa úsáid as X-ghathanna chun cad a tharlaíonn nuair a bhíonn bíoga femtosecond sceitimíní ar mhaighnéid nanascála le sraitheanna iolracha cóbalt, iarann agus nicil. Sainmhínítear femtosecond mar 10 go dtí an cúigiú cuid déag den soicind, nó an milliúnú cuid den bhilliúnú soicind.
"Tá níos mó femtoseconds i soicind ná mar atá laethanta in aois na cruinne," a dúirt Jangid. "Is tomhais an-bheag, thar a bheith tapa iad seo, agus tá sé deacair do cheann a fháil timpeall orthu."
Tá Jangid ag déanamh anailíse ar na sonraí agus fuair sé amach gurb iad na bíoga léasair ultrafast seo a spreagann an ciseal ferromagnetic, rud a fhágann go n-aistríonn ballaí an fhearainn. Bunaithe ar chomh tapa agus a aistríonn na ballaí fearainn seo, tugann an staidéar le tuiscint go bhféadfadh na bíoga léasair ultrafast seo píosaí faisnéise stóráilte a athrú thart ar 1,000 uair níos tapúla ná an réimse maighnéadach nó na modhanna bunaithe ar an bhfrithshruth a úsáidtear inniu.
Tá an teicníc i bhfad ó phraiticiúil mar go n-ídíonn léasair reatha go leor cumhachta. Deir Jangid, áfach, go bhféadfadh próisis cosúil leis na cinn a úsáideann dlúthdhioscaí chun faisnéis a stóráil ag baint úsáide as léasair agus seinnteoirí CD chun faisnéis a imirt ag baint úsáide as léasair a bheith ag obair sa todhchaí.
Áirítear ar na chéad chéimeanna eile iniúchadh breise a dhéanamh ar airíonna fisiceacha na meicníochta a cheadaíonn luasanna balla fearainn ultrafast os cionn na dteorainneacha a bhí ar eolas roimhe seo, chomh maith le tairiscint bhalla an fhearainn a íomháú. Leanfaidh an taighde seo ar aghaidh ag UC Davis faoi cheannaireacht Kukreja. Tá Jangid ag déanamh taighde comhchosúil anois ag Foinse Solais Synchrotron Náisiúnta 2 ag Saotharlann Náisiúnta Brookhaven.
“Tá go leor gnéithe de fheiniméin ultrafast nach bhfuilimid ach ag tosú a thuiscint,” a dúirt Jangid. "Tá fonn orm dul i ngleic le cuid de na ceisteanna atá fós gan réiteach a d'fhéadfadh dul chun cinn claochlaitheach a dhíghlasáil i réimsí na spintronics ísealchumhachta, stóráil sonraí agus próiseáil faisnéise."
