Обычные магниты состоят из крошечных частичек, магнетизм которых выровнен в одном направлении, за счет чего и создается магнитное поле. Направление магнетизма каждой частицы, магнитного домена, называют магнитным моментом. Некоторые материалы не обладают магнитным полем из-за того, что они находятся в так называемом синглетном состоянии, в котором любая частица, способная вырабатывать магнитное поле, связана с частицей-партнером и их магнитные моменты взаимно компенсируют и подавляют друг друга.
Такие материалы, согласно теории, не могут стать магнитами, но ученым удалось найти материал, который "играет по собственным правилам". Новый состав, содержащий уран, способен переключиться из магнитного в немагнитное состояние буквально по "щелчку выключателя". При этом, все происходит в условиях более-менее нормальной температуры.
Эндрю Рей (Andrew Wray) и его коллеги из Нью-Йоркского университета обнаружили, что сплав урана и сурьмы может стать магнитом, несмотря на то, что его частицы находятся в синглетном состоянии. Внутри этого материала существуют крошечные "энергетические пакеты", которые являются не совсем частицами, но имеют реальный магнитный момент. И при определенных условиях эти "пакеты" способны объединиться в большие "глыбы", которые создают магнитное поле. Ученые подозревали о возможности такого эффекта уже на протяжении нескольких десятилетий, на все предыдущие попытки реализовать это на практике производились в условиях криогенных температур и завершились, в лучшем случае, частичным успехом.
Новый состав, содержащий уран, становится магнитом при температуре в -70 градусов Цельсия, что намного выше температур, при которых магнитами становятся другие материалы. При этом, магнетизм, по достижению переходной температурной точки, изменяется скачкообразно до максимума вместо плавного и медленного нарастания.
"Это делает новый материал хорошим кандидатом для хранения цифровых данных" - пишут исследователи, - "Для записи информации в таком варианте не требуется большого количества энергии, а значит, такие устройства будут весьма эффективными и быстродействующими".
Однако, хранилища данных на основе сплава урана и сурьмы еще не совсем готовы к интеграции в вычислительные системы. Во-первых, они содержат радиоактивный уран, и во вторых, -70 градусов - это температура, достаточно далекая от точки практичности. Тем не менее, новый магнитный материал является всего лишь первым шагом на пути поиска других, более безопасных материалов, магнетизмом которых можно управлять при помощи температуры или других внешних воздействий.