Come onde luminose, le onde magnetiche si muovono attraverso i materiali a una velocità massima fissa. Però, alla scala di lunghezza più piccola possibile (nanometri) e alla scala di tempo più breve possibile (femtosecondi), il magnetismo si comporta diversamente. I fisici della Radboud University hanno scoperto che le onde magnetiche con lunghezze d'onda molto corte possono propagarsi fino al 40% più velocemente di quanto si pensasse in precedenza. Questa propagazione supermagnonica offre opportunità ancora più veloci, modi più piccoli e più efficienti dal punto di vista energetico di elaborazione dei dati nei futuri computer. La ricerca sarà pubblicata in Lettere di revisione fisica il 25 agosto.

"Il concetto è paragonabile agli aerei supersonici, che si muovono più velocemente della velocità massima delle onde sonore. Quindi chiamiamo queste onde magnetiche più veloci supermagnoniche, " spiega il fisico Johan Mentink. Grazie a una nuova metodologia teorica ispirata al machine learning, i ricercatori sono riusciti a eseguire calcoli su magneti bidimensionali. Questi calcoli hanno rivelato che le onde magnetiche più piccole possono viaggiare fino al 40% più velocemente della velocità massima di propagazione. "Grazie alle simulazioni di machine learning del collega Giammarco Fabiani e ai calcoli analitici dello studente del Master Martijn Bouman, ora capiamo perché possono esistere queste onde magnetiche supermagnoniche."

Più veloce, più efficiente dal punto di vista energetico e più piccolo

Nei computer di oggi, le informazioni vengono trasferite da A a B dagli elettroni. Però, la velocità di questo trasferimento di informazioni ha i suoi limiti. Inoltre, c'è una perdita di energia dovuta alla resistenza che gli elettroni sperimentano lungo il percorso. In alternativa, gli impulsi luminosi possono essere utilizzati per il trasferimento di informazioni, come avviene in internet in fibra, Per esempio. Il trasferimento di informazioni tramite la luce è più veloce e più efficiente dal punto di vista energetico.

"Però, il nostro obiettivo è al di là di questo, " Dice Johan Mentink. "Stiamo cercando un modo per rendere più veloce il trasferimento dei dati, più efficiente dal punto di vista energetico e più piccolo. Le onde luminose sono veloci, ma la lunghezza d'onda della luce è piuttosto lunga. Per trovare soluzioni più piccole, dovremo guardare alle onde più corte:come le onde magnetiche, Per esempio."

Essendo più veloce, più piccolo ed efficiente è vitale per i computer futuri. Tener conto di, Per esempio, gli enormi data center del nostro Paese che già oggi utilizzano una parte significativa della capacità della nostra rete elettrica:questo consumo non potrà che aumentare in futuro. Johan Mentink:"La nostra ricerca ha dimostrato che, in teoria, il trasferimento dei dati utilizzando il movimento supermagnonico può essere anche più veloce di quanto si pensasse possibile. Però, non sappiamo ancora esattamente come funziona il magnetismo alle scale di lunghezza più piccole e alle scale di tempo più brevi. Al fine di utilizzare eventualmente il magnetismo per l'elaborazione dei dati in pratica, dobbiamo prima capire la fisica fondamentale sottostante. Questa ricerca spinge i confini della nostra conoscenza e ci avvicina di un passo".