اکتشافات حاصل از آزمایش‌های آهنربایی و لیزری می‌تواند یک موهبت برای ذخیره‌سازی داده‌های کارآمد باشد.
راهول جنگید، که تحلیل داده‌های این پروژه را رهبری می‌کرد، در حالی که دکترای خود را دریافت می‌کرد، گفت: «ما می‌خواستیم فیزیک برهم‌کنش‌های نوری مغناطیسی را مطالعه کنیم. در علم و مهندسی مواد زیر نظر Roopali Kukreja، دانشیار دانشگاه UC Davis. "وقتی با یک پالس لیزر بسیار کوتاه به یک دامنه مغناطیسی برخورد می کنید چه اتفاقی می افتد؟"
دامنه ناحیه ای در داخل آهنربا است که از قطب شمال به قطب جنوب می چرخد. این ویژگی برای ذخیره سازی داده ها مانند درایوهای هارد دیسک کامپیوتر استفاده می شود.
جنگید و همکارانش دریافتند که وقتی یک آهنربا توسط لیزر پالسی برخورد می‌کند، دیواره‌های حوزه در لایه فرومغناطیسی با سرعتی در حدود 66 کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کنند که حدود 100 برابر سریعتر از حد مجاز سرعتی است که قبلاً تصور می‌شد.
دیوارهای دامنه که با چنین سرعتی حرکت می کنند می توانند به طور چشمگیری بر نحوه ذخیره و پردازش داده ها تأثیر بگذارند، حافظه سریعتر و پایدارتری ارائه می دهند و مصرف انرژی دستگاه های اسپینترونیک را کاهش می دهند، مانند درایوهای دیسک سخت، که از چرخش الکترون در لایه های مختلف فلز مغناطیسی برای ذخیره استفاده می کنند. پردازش یا انتقال اطلاعات
جنگید گفت: «هیچ کس فکر نمی کرد این دیوارها می توانند به این سرعت حرکت کنند، زیرا قرار بود به محدودیت های خود برسند. "این کاملا موز به نظر می رسد، اما این حقیقت دارد." این "موز" به دلیل پدیده خرابی واکر است، که می گوید دیوارهای دامنه را فقط می توان با سرعت معین پیش از آن که به طور موثر شکسته شده و حرکت را متوقف کند، تا آنجا پیش برد. با این حال، این مطالعه شواهدی ارائه می دهد که لیزرها را می توان برای هدایت دیوارهای دامنه با سرعت های ناشناخته قبلی استفاده کرد.
در حالی که اکثر دستگاه‌های شخصی مانند لپ‌تاپ و تلفن‌های همراه از درایوهای فلش سریعتر استفاده می‌کنند، مراکز داده از هارد دیسک‌های ارزان‌تر و کندتر استفاده می‌کنند. با این حال، هر بار که کمی از اطلاعات پردازش یا برگردانده می شود، درایوها با استفاده از یک میدان مغناطیسی برای انتقال گرما از طریق سیم پیچ ها، انرژی زیادی می سوزانند. اگر درایوها بتوانند از پالس‌های لیزری روی لایه‌های مغناطیسی استفاده کنند، دستگاه‌ها با ولتاژ پایین‌تری کار می‌کنند و انرژی مورد نیاز برای چرخش بیت تا حد زیادی کاهش می‌یابد.
پیش بینی های کنونی نشان می دهد که فناوری اطلاعات و ارتباطات تا سال 2030 21 درصد از تقاضای انرژی جهان را به خود اختصاص خواهد داد که به تغییرات آب و هوایی کمک می کند، یافته ای که توسط جنگید و همکارانش در مقاله ای با عنوان "سرعت های دیواره دامنه دامنه تحت تحریک نوری فوق سریع" که منتشر شد، برجسته شده است. 19 دسامبر در مجله Physical Review Letters. این کشف در زمانی انجام می شود که جستجو برای فناوری های صرفه جویی در انرژی حیاتی است.
برای انجام این آزمایش، جنگید و همکارانش، از جمله محققان موسسه ملی علم و فناوری؛ دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو؛ دانشگاه کلرادو، دانشگاه کلرادو اسپرینگز و دانشگاه استکهلم از مرکز تحقیقاتی چند رشته ای برای تابش لیزر الکترون آزاد استفاده کردند، یک منبع لیزر الکترون آزاد واقع در تریست ایتالیا.
جنگید گفت: «لیزر الکترون رایگان یک دستگاه دیوانه کننده است. "این یک لوله خلاء به طول 2-مایل است که در آن تعدادی الکترون را می گیرید، آنها را به سرعت نور شتاب می دهید و در نهایت آنها را به اطراف می چرخانید تا پرتوهای ایکس چنان درخشان تولید کنید که اگر مراقب نباشید، به این فکر کنید که تمام نور خورشیدی که روی زمین می‌افتد روی یک پنی متمرکز می‌شود - این همان مقدار شار فوتونی است که در لیزر الکترون آزاد داریم.
در فرمی، این گروه از اشعه ایکس برای اندازه‌گیری اینکه چه اتفاقی می‌افتد وقتی آهن‌رباهای نانومقیاس با لایه‌های متعدد کبالت، آهن و نیکل توسط پالس‌های فمتوثانیه برانگیخته می‌شوند، استفاده کردند. فمتوثانیه به صورت 10 تا منهای پانزدهم ثانیه یا یک میلیونیم میلیاردم ثانیه تعریف می شود.
جنگید گفت: «فمتوثانیه‌ها در یک ثانیه بیشتر از تعداد روزها در عصر کیهان است. "اینها اندازه گیری های بسیار کوچک و بسیار سریع هستند و به سختی می توان سر خود را در اطراف آنها قرار داد."
Jangid در حال تجزیه و تحلیل داده ها است و دریافته است که این پالس های لیزری فوق سریع هستند که لایه فرومغناطیسی را تحریک می کنند و باعث حرکت دیواره های دامنه می شوند. بر اساس سرعت حرکت این دیواره‌های دامنه، این مطالعه نشان می‌دهد که این پالس‌های لیزری فوق‌سریع می‌توانند بیت‌های ذخیره‌شده اطلاعات را در حدود ۱،{1}} برابر سریعتر از روش‌های مبتنی بر میدان مغناطیسی یا جریان چرخشی که امروزه استفاده می‌شوند، تغییر دهند.
این روش عملی نیست زیرا لیزرهای فعلی انرژی زیادی مصرف می کنند. با این حال، جنگید می‌گوید که فرآیندهای مشابهی که دیسک‌های فشرده برای ذخیره اطلاعات با استفاده از لیزر و پخش‌کننده سی‌دی برای پخش اطلاعات با استفاده از لیزر استفاده می‌کنند، می‌توانند در آینده کارساز باشند.
مراحل بعدی شامل بررسی بیشتر خواص فیزیکی مکانیزمی است که به سرعت دیواره دامنه فوق سریع بالاتر از حدهای شناخته شده قبلی و همچنین تصویربرداری از حرکت دیواره دامنه اجازه می دهد. این تحقیقات در UC Davis تحت رهبری کوکرجا ادامه خواهد یافت. جانگید اکنون در حال انجام تحقیقات مشابه در منبع نور ملی سنکروترون 2 در آزمایشگاه ملی بروکهاون است.
جنگید گفت: "جنبه های زیادی از پدیده های فوق سریع وجود دارد که ما تازه در حال درک آنها هستیم." "من مشتاق هستم تا به برخی از سوالات برجسته که می توانند پیشرفت های دگرگون کننده در زمینه های اسپینترونیک کم مصرف، ذخیره سازی داده ها و پردازش اطلاعات را باز کنند، رسیدگی کنم."
