想像一下能夠改變材料，使它們看起來完全不同。不需要魔杖或特殊藥劑。只有光。當光與材料發生反應時會激發磁態。這會導致整體磁振動。這些振動可以以太赫茲速度傳輸和存儲信息。整個過程在室溫下進行，幾乎不產生熱量。而且，它也不需要任何稀有或奇異的材料。研究人員在廣泛使用的自然生長晶體中觀察到了這種效應。現在想像一下使用相同的方法來更深入地研究量子效應。一種非常微妙的現象通常只能在接近絕對零（約-270攝氏度）時觀察到，但它是在室溫下發生的。無需使用昂貴的冷卻系統
這聽起來可能像科幻小說。但這種進步是真實的。由 Davide Bossini 領導的康斯坦茨大學物理學家團隊開發了一種實驗技術，使這成為可能。通過使用激光脈衝來激發雙磁振子。 （自旋波的量子）研究人員取得了一項顯著的成果，可能對信息技術和量子研究產生影響。他們的研究結果發表在 科學進步–
基於磁振子的技術
在深入研究之前，首先了解什麼是磁振子以及它為何重要非常重要。現代世界通過人工智能和“物聯網”創建大量數據，我們當前的信息系統已經面臨壓力。數據瓶頸會減緩技術進步。
一種建議的解決方案是使用電子自旋。或者更好的是，多波旋轉。這些循環一起移動以傳輸信息。這些集體自旋振盪稱為磁振子。它們的行為就像波一樣，可以用激光控制。這可以允許數據以太赫茲頻率傳輸和存儲。
然而，到目前為止，科學家只能用光以最低頻率激發磁振子。這限制了他們的潛力。為了控制未來技術的磁振子，研究人員必須能夠調整頻率、振幅和壽命。現在康斯坦茨的團隊找到了一種方法來做到這一點。採用直激雙磁振子，是材料中頻率最高的磁反射。他們發現了一種強大的新控制形式。
大驚喜
“結果確實讓我們感到驚訝。以前沒有任何理論預測過這一點，”Davide Bossini 說。這個過程不僅有效，而且還給出了驚人的結果。通過激光脈衝驅動高頻磁振子對，物理學家成功地改變了其他磁振子的頻率和振幅。並以非熱的方式改善材料的磁性能。 “每種固體都有自己的一組頻率：電子躍遷、晶格振動、磁激發。每種材料都以自己的方式反射，”Bossini 解釋道。正是這組頻率可以通過新的過程受到影響。 “它改變了材料的性質，它的‘磁性DNA’，或者更簡單地說，它的‘指紋’。”它幾乎是一種不同的材料，現在具有新的特性，”Bossini 說。
“這種效應不是由激光刺激引起的。原因在於光。這不是溫度，”Bossini 堅持說：“我們可以通過非熱方式改變材料的頻率和特性。”優點很明顯：該方法可用於未來的數據存儲和太赫茲速率的快速數據傳輸，而係統不會因積聚的熱量而減慢速度。
該過程不需要高科技材料或稀土元素作為基礎。但它需要自然生長的晶體，即赤鐵礦。 “赤鐵礦分佈廣泛。許多世紀前，它被用來製作導航指南針，”Bossini 解釋道。赤鐵礦也完全有可能用於未來的量子研究。康斯坦茨團隊的結果表明，當使用這種新方法時，研究人員將能夠在室溫下產生由高能馬貢光產生的玻色-愛因斯坦凝聚態。這為量子效應研究鋪平了道路，而無需大量冷卻。聽起來像是一個奇蹟。但這只是尖端技術和研究。
該項目是在 SFB 1432 合作研究中心“超越平衡的經典和量子物質的振盪和非線性”的背景下進行的。
