Опровержение классической физики. Эксперимент в США перевернул представления о магнетизме
Физики из Университета Карнеги-Меллона опровергли правило, которое считалось незыблемым более века. Они провели эксперимент, доказавший возможность возникновения эффекта Холла в условиях, когда магнитное поле направлено не перпендикулярно, а параллельно плоскости материала.
С момента открытия этого явления американским физиком Эдвином Холлом в 1879 году считалось, что данный эффект возникает исключительно тогда, когда магнитное поле прикладывается строго перпендикулярно направлению электрического тока.
Сегодня на этом принципе основана работа миллионов датчиков — от компьютерных клавиатур и автомобильных систем до медицинского диагностического оборудования.
Команда под руководством доцента физики Симранджита Сингха доказала , что это ограничение было ошибочным. Ученым удалось получить полноценный электрический отклик, направив магнитное поле параллельно поверхности сверхтонкой пленки.
Чтобы воплотить теоретическую идею в жизнь, исследователи создали микроскопический сенсор толщиной всего в несколько атомов. Они взяли кристалл теллурида тантала и иридия с необходимой симметрией решетки и соединили его с магнитным слоем Cr2Ge2Te6. Такое тесное соседство позволило передать магнитные свойства немагнитному материалу, сохранив при этом его электронные характеристики.
Благодаря эффекту спин-орбитального взаимодействия на границе раздела материалов ученым удалось впервые экспериментально зафиксировать аномальный эффект Холла в плоскости. Это означает, что один сенсор теперь способен измерять магнитные поля сразу по нескольким осям, заменяя собой массив из нескольких отдельных датчиков.
Практическое значение открытия заключается в радикальном упрощении электроники. Один такой атомный чип способен измерять магнитное поле по нескольким осям одновременно, заменяя собой громоздкие схемы из нескольких отдельных датчиков.