La maggior parte dei dispositivi informatici oggi in uso si basa sul movimento della carica elettrica, ovvero gli elettroni, ma esistono limiti alla velocità con cui gli elettroni possono viaggiare e il loro movimento genera calore, che crea perdite di energia ed è indesiderabile dal punto di vista ambientale.

In risposta, gli scienziati stanno lavorando per sviluppare dispositivi che sfruttano forme di energia simili a onde come il suono, la luce e la rotazione, poiché potrebbero potenzialmente portare alla creazione di dispositivi più privi di perdite.

Per la ricerca attuale, pubblicata in Physical Review Letters , gli scienziati hanno esaminato due forme ondulatorie:i magnoni, quasiparticelle che rappresentano l'eccitazione collettiva degli spin, una proprietà magnetica, e i fononi, un fenomeno acustico che in questo caso era costituito da onde superficiali che si propagavano lungo la pellicola.

Secondo Yunyoung Hwang, il primo autore dello studio, "Sono stati sviluppati dispositivi che utilizzano magnoni e fononi, ma noi, come altri ricercatori, abbiamo ritenuto che la combinazione di ultrasuoni e magneti avrebbe potuto portare a grandi passi avanti nelle tecnologie dell'informazione e della comunicazione. Quando questi due Gli stati lavorano insieme in modo molto stretto, si crea un nuovo stato ibrido e riteniamo che ciò aprirà la porta a progressi entusiasmanti nell'elaborazione delle informazioni."

Anche se altri gruppi hanno provato a farlo, c’è stato un problema:le onde sonore regolari sulle superfici non si collegano bene con i magneti. Il team è riuscito a decifrare questo codice utilizzando un diverso tipo di onde sonore, chiamate onde sonore di taglio, che si adattano meglio ai magneti.

L’elemento chiave che ha reso possibile il lavoro è stato un piccolo dispositivo su chip chiamato risonatore di onde acustiche superficiali nanostrutturate. Confina le onde ultrasoniche in un punto specifico e migliora le onde sonore di taglio, consentendo un forte accoppiamento tra le onde sonore superficiali e i magneti nel risonatore. In questo modo, i ricercatori sono stati in grado di ottenere un forte accoppiamento magnete-suono in un Co₂₀ Fe₆₀ B₂₀ pellicola, a temperatura ambiente.

Secondo Jorge Puebla, un altro autore dello studio, "In particolare, riteniamo che il nostro lavoro contribuirà allo studio di quasiparticelle magnone-fononi accoppiate coerentemente, che potrebbero aiutare lo sviluppo di dispositivi ibridi di elaborazione delle informazioni basati su onde con perdite relativamente piccole". .

"Oltre a ciò, due strade intriganti emergono all'orizzonte:i progressi nei nostri dispositivi potrebbero condurci al regime di accoppiamento ultra-forte, un dominio ancora da esplorare completamente; in alternativa, conducendo esperimenti simili a temperature ultra-basse, abbiamo la possibilità di potenziale per esplorare i fenomeni quantistici."