Vedci zbúrali 145 rokov starý predpoklad fyziky. Slávny jav funguje aj tam, kde nemal
Fyzika pevných látok zažíva poriadne zemetrasenie. Tím vedcov z prestížnej americkej Carnegie Mellon University vyvrátil základný predpoklad o fenoméne, ktorý v učebniciach fyziky svieti už od 19. storočia. Ukázali, že slávny Hallov jav funguje aj vtedy, keď magnetické pole nepôsobí kolmo na materiál, ale priamo v jeho rovine.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneTento objav nie je iba teoretickým triumfom. Má obrovský vplyv na vývoj novej generácie miniatúrnych magnetických senzorov, ktoré denne využívame v automobiloch, smartfónoch, lekárskych prístrojoch či počítačových klávesniciach. Podobne zásadný posun vidíme aj pri iných prelomových zisteniach vo fyzike.
Štúdia publikovaná v prestížnom časopise Nature Materials dokazuje, že moderné manipulácie s materiálmi na úrovni jednotlivých atómov dokážu prelomiť limity, ktoré sme považovali za nemenné prírodné zákony.
Pravidlo z roku 1879, ktoré brzdilo inovácie
Keď americký fyzik Edwin Hall v roku 1879 objavil po ňom pomenovaný jav, položil základ pre modernú diagnostiku materiálov. Zistil, že ak cez vodič prechádza elektrický prúd a kolmo naň pôsobí magnetické pole, pohybujúce sa náboje sa vychýlia k jednej strane. Vznikne tak merateľné napätie, známe ako Hallovo napätie.
Celých 145 rokov fyzici predpokladali, že tento efekt môže fungovať výhradne vtedy, keď magnetické pole smeruje presne kolmo na rovinu materiálu. Všetky existujúce senzory a meracie prístroje boli skonštruované na základe tejto striktnej geometrie.
Ak si chcel merať magnetické pole vo viacerých osiach súčasne, musel si vedľa seba poskladať viacero samostatných senzorov natočených do rôznych smerov. To zbytočne navyšovalo rozmery aj spotrebu energie v miniatúrnej elektronike.
Zázrak z atómových vrstiev
Výskumníci z laboratória LIQUID na Carnegie Mellon University pod vedením docenta Simranjeeta Singha tento mýtus úplne zbúrali. Podarilo sa im v praxi demonštrovať takzvaný planárny anomálny Hallov jav, ktorý teoretici dlho predpovedali, no nikto ho nevedel experimentálne overiť.
Kľúčom k úspechu bolo vytvorenie špeciálneho kvantového sendviča. Vedci siahli po exotickej zlúčenine tantalu, irídia a telúru (TaIrTe4), ktorej kryštálová mriežka mala presne potrebnú vnútornú symetriu. Túto vrstvu zredukovali na hrúbku len niekoľkých atómov.
Následne k nej pridali magnetickú vrstvu Cr2Ge2Te6 (CGT). Keďže sa obe vrstvy dotýkajú na atomárnej úrovni, magnetické vlastnosti z jednej vrstvy sa preniesli do druhej bez toho, aby poškodili jej výnimočnú elektrickú vodivosť.
Jeden čip namiesto zložitého hardvéru
Výsledok predčil očakávania samotných vedcov. Vytvorené ultratenké zariadenie dokázalo bez problémov zaznamenať magnetické pole pôsobiace v rovine samotného čipu aj kolmo naň.
V praxi to znamená obrovský skok pre vektorovú magnetometriu. Namiesto dvoch či troch rozmerných súčiastok teraz postačí jediný atómovo tenký senzor, ktorý dokáže okamžite určiť silu aj presný trojrozmerný smer magnetického poľa.
Technológia môže zásadne zjednodušiť navigačné systémy, diagnostiku v medicíne pomocou magnetickej rezonancie a znížiť výrobné náklady na bezpečnostné systémy v moderných elektromobiloch.
Čo bude nasledovať
Teoretický fyzik Shubhayu Chatterjee prostredníctvom počítačových modelov potvrdil, že za týmto správaním stojí znížená symetria na rozhraní materiálov, ktorá spúšťa silnú spin-orbitálnu väzbu. Práve tá umožňuje elektrónom reagovať na magnetické pole v nečakaných uhloch.
Hoci experiment zatiaľ prebehol pri nízkych teplotách, tím už intenzívne testuje ďalšie materiálové kombinácie, ktoré budú schopné vykazovať rovnaký efekt pri bežnej izbovej teplote.
Ukazuje sa, že manipulácia s hmotou na úrovni jednotlivých vrstiev atómov predstavuje skutočnú revolúciu. Zdanlivo neotrasiteľné fyzikálne princípy z 19. storočia tak definitívne ustupujú možnostiam modernej kvantovej technológie.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Prelom storočia: Vedci zrejme po prvý raz zachytili temnú hmotu

Astronómovia objavili monštruóznu „mega-Zem“. Váži 23-krát viac a popiera teórie

Medzihviezdny pohon má problém. Pri 75 % rýchlosti svetla sa začína správať čudne

Zem prišla o ochranný štít pred Slnkom. Nové dáta NASA odhalili desivú udalosť

Urobila presný opak. Astronómovia zachytili čiernu dieru pri šokujúcom procese
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Nemecký trend zasiahne Slovensko. Skončilo 190-tisíc firiem, pocítia to naše peňaženky
PREMIUMPavol podniká na Slovensku 12 rokov: Otvorenie gymu stojí 150-tisíc eur, popísal najčastejšiu chybu v biznise

Riziko prináša aj jediný drink denne: Dlhoročný výskum odhalil prudký nárast úmrtí na rakovinu

Na Slovensku spúšťajú ďalšiu nonstop predajňu bez personálu: Zákazníci musia splniť jednu podmienku

Obľúbeným autám Slovákov odzvonilo: Táto značka má do roku 2029 skončiť
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Na Slovensko dorazila nová streamovacia služba. Je úplne zadarmo, ponúka filmy aj šport
- Veľkolepé sci-fi 2026 dorazilo online. S dabingom aj v špeciálnej verzii
- Povolili e-biky s rýchlosťou 64 km/h aj rýchle elektrokolobežky. Má to však obrovský háčik
- Akčný hit valcuje kiná a prepisuje históriu. Online tak skoro nebude
- Dvojročné čakanie sa končí. Na Netflix práve dorazil najväčší seriál jesene, dokázal vzácnu vec
-
- Na Slovensko dorazila nová streamovacia služba. Je úplne zadarmo, ponúka filmy aj šport
- Veľkolepé sci-fi 2026 dorazilo online. S dabingom aj v špeciálnej verzii
- Povolili e-biky s rýchlosťou 64 km/h aj rýchle elektrokolobežky. Má to však obrovský háčik
- Netflix môže mať problém. Na Slovensko dorazila nečakaná novinka od konkurencie
- Nie každému bude stačiť ísť 25 km/h. Tisíce Slovákov čaká povinnosť PZP, inak hrozia vysoké pokuty
-
- Zajtra na Slovensku končí veľký operátor. Pobočky už zatvoril, náhrada prinesie viaceré výhody
- Na Slovensko dorazila nová streamovacia služba. Je úplne zadarmo, ponúka filmy aj šport
- Povolili e-biky s rýchlosťou 64 km/h aj rýchle elektrokolobežky. Má to však obrovský háčik
- Už tri roky ho ľudia neprestávajú sledovať. Vojnový film naďalej prekvapuje, príde aj pokračovanie
- Veľkolepé sci-fi 2026 dorazilo online. S dabingom aj v špeciálnej verzii
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Nemecký trend zasiahne Slovensko. Skončilo 190-tisíc firiem, pocítia to naše peňaženky
PREMIUMPavol podniká na Slovensku 12 rokov: Otvorenie gymu stojí 150-tisíc eur, popísal najčastejšiu chybu v biznise

Riziko prináša aj jediný drink denne: Dlhoročný výskum odhalil prudký nárast úmrtí na rakovinu

Na Slovensku spúšťajú ďalšiu nonstop predajňu bez personálu: Zákazníci musia splniť jednu podmienku

