实验的插图。插图显示两个金电极在一个薄薄的磁层上.中间有一个超导电极。利用左边的金电极,研究人员在磁材料中产生旋转波,并将其转移到右边。在电极的上方是一个正方形钻石膜,使研究人员可以通过超导电极看到。

　　德尔夫特理工大学的量子物理学家已经证明,利用超导体首次控制和操纵芯片上的旋转波是可能的。磁铁中的这些微小的波在未来可能是电子产品的替代品。学习, 出版的 在…中 科学 ,主要使物理学家对磁铁和超导体之间的相互作用有了新的认识。

　　"旋转波是一种 磁性材料 "我们可以用来传递信息,"实验的负责人迈克尔·博斯特解释说。"因为 旋转波 科学家们多年来一直在寻找一种有效的方法来控制和操纵旋转波,这可能是一种高能效的电子产品替代品。"

　　理论预测,金属电极能够控制旋波,但物理学家们直到现在才在实验中看到这种效应。"我们研究小组的突破是,我们表明,如果使用超导,我们确实能够正确地控制旋转波。 电极 ","量子纳米科学系的副教授图埃诺·范德萨说。

　　它的工作原理如下:旋转波产生 磁场 这反过来又在超导中产生了一种超电流。那股超级电流就像旋转波的镜子。超导电极将磁场反射回旋波。超导镜使旋转波的上下移动更慢,这使波易于控制。

　　博斯特说,"当旋转波通过超导电极时,他们的波长就会完全改变。通过稍微改变电极的温度,我们可以非常精确地调整变化的幅度。"

　　"我们开始的时候,我们发现了一层薄薄的磁层,上面是地球上最好的磁铁。在此之上,我们放置了超导电极和另一个电极,以诱导旋转波。范德萨说:"通过冷却到-268度,电极进入超导状态。"

　　"令人惊奇的是,旋转的波浪随着天气的变冷而变得越来越慢。这使我们有一个独特的把手来操纵旋转波;我们可以使它们偏转,反射它们,使它们共振和更多。但它也给了我们对超导体性质的新的见解。"

　　研究人员用一个独特的传感器测量他们的磁场,这是实验中必不可少的。范德萨说:"我们用钻石中的电子作为旋转波磁场的传感器。我们的实验室正在开拓这种技术。它的酷之处在于,我们可以通过不透明的超导体观察下面的旋转波,就像核磁共振扫描仪可以通过皮肤观察某人的身体一样。"

　　"旋转波技术仍处于起步阶段,"博斯特说。"例如,要用这种技术制造节能计算机,我们首先必须开始建造小电路来进行计算。我们的发现打开了一扇门:超导电极允许无数新的和高能效的旋转波电路。"

　　"我们现在可以设计出以旋转波和超导体为基础的能够产生很少热量的装置。 声波 ,"范德萨补充道。比如,想想那些可以在手机的电子电路中找到的斯平电子版本的频率滤波器或谐振器。或者可以作为量子计算机中量子位之间的晶体管或连接器的电路。"