Группа учёных из Городского колледжа Нью-Йорка сообщила о замеченном сильном магнитооптическом отклике. Магнитный материал буквально впитывал свет, вступая с ним в реакцию на порядки сильнее, чем было известно до этого. Обнаруженное свойство обещает привести к созданию магнитных лазеров и новых систем для записи данных, основанных не на привычном магнитоэлектрическом взаимодействии, а на магнитооптическом.

Пойманный в ловушку в магнитном материале свет. Художественное представление. Источник изображения: City College of New York

В своём эксперименте учёные изучали свойства магнитных ван-дер-ваальсовых материалов. Конкретно — слоистый полупроводниковый магнитный материал CrSBr. Подобные обычно состоящие из двумерных слоёв материалы за счёт вкрапления магнитных элементов обладают внутренней магнитной структурой и способны демонстрировать интересные квантовые свойства. Образец не разочаровал. При наложении внешнего магнитного поля он настолько сильно прореагировал на световой импульс в ближней инфракрасной области, что это отразилось в изменении цвета материала.

Но структура материала может реагировать на свет сама по себе. В представленных материалах возникают квазичастицы экситоны, которые связаны как с материалом, так и способны реагировать на фотоны. Обычно такие взаимодействия очень и очень слабы, но в случае с экспериментальным образцом внутренняя структура магнита как бы улавливала входящий световой импульс и проявляла на него сильную реакцию.

Как показали эксперименты, оптический отклик этого материала на магнитные явления на порядки сильнее, чем в обычных магнитах. «Поскольку свет переотражается внутри магнита, взаимодействие между ними действительно усиливается, — сказал доктор Флориан Дирнбергер, ведущий автор исследования. — Например, при наложении внешнего магнитного поля отражение света в ближней инфракрасной области изменяется настолько сильно, что материал практически меняет свой цвет. Это довольно сильный магнитооптический отклик».

«Технологические применения магнитных материалов сегодня в основном связаны с магнитоэлектрическими явлениями. — Рассказал соавтор исследования Цзямин Куань (Jiamin Quan). — Учитывая столь сильное взаимодействие между магнетизмом и светом, мы можем надеяться на создание магнитных лазеров и пересмотреть старые концепции оптически управляемой магнитной памяти».

Компьютерная индустрия и сфера хранения цифровых данных давно оставляют на климате заметный углеродный след. Значительный вклад в этот процесс производится хранением данных на жёстких дисках. Во многом это лишняя мера, поскольку нет необходимости всё хранить под рукой. Сброс архивных данных на ленту сделает мир чище, если большие и маленькие компании не поленятся перейти на ленточные накопители.

Источник изображения: pvsm

О пользе ленточных накопителей для зелёной экономики рассказал специалист и ветеран профильного подразделения компании IBM Брэд Джонс (Brad Johns). «У многих организаций есть возможность сократить выбросы углекислого газа в атмосферу и при этом снизить свои расходы... Это беспроигрышный вариант», — утверждает Джонс.

Не секрет, что потребность в хранении данных неуклонно растёт. Согласно одному из докладов аналитиков International Data Corporation (IDC), общий объём создаваемых данных увеличится с 33 Збайт в 2018 году до 175 Збайт 2025 году. Тем самым в 2025 году потребуется хранить как минимум 17 Збайт или 10 % от сгенерированных данных. Исходя из оценок IDC и Seagate, сделанных в 2021 году, на HDD было записано 62 % данных, на SSD — 9 % и ещё 15 % — на магнитной ленте. При этом на жёстких дисках хранится как минимум 60 % так называемых холодных данных, которые нет необходимости держать постоянно под рукой. Такие данные уместно хранить на ленте и обращаться к ним по требованию. Иными словами, баланс в сторону хранения информации на ленте необходимо пересмотреть и начинать практиковать.

Если учесть, что срок службы HDD в среднем составляет около 5 лет, то, как подсчитали в Seagate для HDD Exos X18, за это время они каждый год производят около 2,50 кг эквивалента CO₂ на хранение терабайта данных. Срок службы ленточных носителей превышает 30 лет, и за это время они производят всего 0,07 кг CO₂e/Тбайт/год (по данным компании Fujifilm для LTO 9), что составляет всего 3 % от выбросов от эксплуатации жёстких дисков.

Безусловно, для этого придётся пожертвовать комфортом при обращении к файлам, но чистый мир того стоит, уверен автор работы. Более того, лента не собирается уходить со сцены и будет верой и правдой служить ещё десятилетие как минимум.

По расчётам специалиста IBM, перевод всех холодных данных на ленту (60 % всех данных) снизило бы количество выбрасываемого углекислого газа по всему миру на 58 % или на 79 млн тонн. Также такой шаг помог бы компаниям сэкономить впечатляющие средства, ежегодно затрачиваемые на хранение данных. С опорой на расчёты Fujifilm специалист показал, что хранение 60 % данных от объёма 100 Пбайт обойдётся в $9 476 339 на ленте и в $17 707 468 на жёстких дисках.

Наконец, использование ленточных накопителей создаёт ощутимо меньше электронного мусора, львиная доля которого не перерабатывается, а выбрасывается на свалку. Постоянное хранение 100 Пбайт на жёстких дисках за 10 лет создаст 7,4 т мусора, а хранение такого же объёма данных на лентах приведёт к образованию 3,6 т отходов, если исходить из замены оборудования раз в 5 лет для HDD и раз в 10 лет для ленты.

Стало известно, что 19 июня на Солнце произошли две сильные вспышки, из-за чего частично нарушалась коротковолновая радиосвязь на Земле. Об этом пишет информационное агентство ТАСС со ссылкой на данные Гелиогеофизической службы ФГБУ «Институт прикладной геофизики».

Источник изображения: NASA/Solar Dynamics Observatory

«19 июня в 06:37 мск в рентгеновском диапазоне зарегистрирована вспышка M1.4 (S12E89) продолжительностью 21 минута, в 15:14 мск в рентгеновском диапазоне зарегистрирована вспышка M1.1 (S12E81) продолжительностью 12 минут. Вспышки сопровождались нарушением КВ-радиосвязи», - говорится в сообщении.

По данным мониторинга космической погоды, влияние солнечных рентгеновских всплесков на ионосферу Земли по шкале из пяти уровней (R5 — максимальный, R1 — слабый) в настоящее время соответствует уровню R1. При таком воздействии наблюдаются нарушения низкочастотной радиосвязи, что влияет на определение местоположения кораблей и самолётов.

В апреле этого года была зафиксирована мощнейшая вспышка класса M1.7/2N с выбросом корональной массы в сторону Земли со скоростью 1100 км/с. Она привела к возникновению самой сильной и продолжительной магнитной бури на Земле. Напомним, в зависимости от мощности рентгеновского излучения солнечные вспышки делятся на пять классов: A, B, C, M и X. Минимальный класс A0.0 соответствует мощности излучения на орбите Земли в 10 нановатт на квадратный метр. Переход к следующей букве означает увеличение мощности в 10 раз. Обычно вспышки сопровождаются выбросами солнечной плазмы, облака которой достигают нашей планеты и могут провоцировать магнитные бури.

Хотя появление жидких роботов предсказывалось ещё в культовых фильмах о мрачном постапокалиптическом будущем в прошлом веке, команду китайских и американских учёных нисколько не напугали подобные «прогнозы» — они создали робота, способного переходить из твёрдого состояния в жидкое и обратно.

Источник изображения: Matter

Группа учёных из нескольких научных институтов Китая совместно с американскими коллегами из Университета Карнеги-Меллона использовала магнитоактивную материю (т.н. MPTM), способную менять состояние из твёрдого в жидкое и обратно под воздействием магнитного поля.

Робот создан из магнитных неодим-железо-борных микрочастиц, интегрированных в галлий — металл, который плавится при почти комнатной температуре в 29,8 градуса Цельсия. Под воздействием магнитных полей с заданными характеристиками он теряет форму и плавится без специального источника тепла.

Учёные Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США продвигаются в изучении таких магнитных явлений, как микроскопические магнитные вихри, или скирмионы. Это устойчивые магнитные возбуждения в материалах, которые в будущем могут заменить традиционную магнитную запись на жёстких дисках и память MRAM. В отличие от обычной намагниченности скирмионы труднее разрушить, что обещает повышенную надёжность записи. Но это ещё не всё.

Источник изображений: Argonne

Структуру и возможность образования магнитных вихревых структур около 60 лет назад предсказал британский физик-теоретик Тони Скирми (Tony Skyrme). Позже эти магнитные вихри получили его имя. Это топологически устойчивые магнитные образования, которые можно возбуждать в магнитных плёнках, а затем считывать их состояние. По сравнению с классическими магнитами (намагниченностью) скирмионы обещают оказаться на три–четыре порядка энергоэффективнее в задачах хранения данных и они также не требуют питания для поддержки состояния намагниченности.

В настоящий момент скирмионы остаются предметом раннего исследования, хотя учёные уже примерно понимают, как на их основе создать ячейки памяти. Учёные аргорнской лаборатории используют для этого сочетание электронного микроскопа и искусственного интеллекта. Алгоритм научили распознавать скирмионы в слоях материала, охлаждённого до сверхнизких температур. Выяснилось, что чем сильнее охлаждают материал, тем меньше шансов у скирмионов уцелеть. При температуре -168 °C скирмионы практически исчезли, тогда как нагрев до -50 °C вернул магнитной структуре порядок.

Светлые точки — это зоны упорядоченности скирмионов и чем холоднее материал, тем меньше порядка

Учёные уверены, что обратимость перехода от хаоса к порядку и наоборот создают простор для изобретения новых эффективных систем магнитной памяти. Совсем скоро для хранения данных в мире будет потребляться до 25 % всей вырабатываемой на Земле энергии. Это недопустимая роскошь. Компьютеры нуждаются в новых и энергоэффективных системах памяти. Скирмионы являются одними из многообещающих кандидатов на эту роль, хотя их ещё изучать и изучать.

В ходе тестирования технологии магнитной левитации для использования в транспортных средствах в Китае успешно проведено испытание 2,8-тонной машины, способной «плыть» на высоте 35 мм над поверхностью шоссе. Как сообщает агентство «Синьхуа», эксперимент прошёл в провинции Цзянсу на востоке страны.

Источник изображения: JSTV

Разработанная Юго-западным университетом «Цзяотун» из города Чэнду, машина представляет собой модернизированный классический автомобиль. Для обеспечения левитации была установлена цепь постоянных магнитов, кроме того, дорогу оснастили специальной проводящей магистралью для обеспечения эффекта левитации.

По словам профессора Дэна Цзыгана (Deng Zigang), маглев-технологиям будет уделяться повышенное внимание, поскольку в будущем можно надеяться, что они позволят экономить энергию и увеличить доступный запас хода автомобилей.

Канадская компания TransPod сообщила о начале подготовительных работ к строительству высокоскоростной вакуумной магистрали (Hyperloop) между Калгари и Эдмонтоном. Этому проекту нет равных по смелости: капсула с пассажирами будет двигаться на магнитной подвеске со скоростью до 1200 км/ч. Строительство одного километра дороги обойдётся в $60 млн, а весь проект оценивается в $18 млрд.

Источник изображения: TransPod

Проблема с этим проектом в том, отмечает источник, что Канада единственная страна из Большой семёрки, которая не построила ни одной скоростной ж/д-магистрали. И всё же, TransPod смогла привлечь к проекту $550 млн инвестиций, имея на руках исключительно «мультики». Сложность же проекта колоссальная. Компании придётся построить свыше 300 км труб, из которых будет откачиваться воздух. Надёжность системы должна быть высочайшая, включая многочисленные системы защиты, в перечень которой также входит защита от террористической угрозы.

Согласно проекту, крейсерская скорость 25-м капсулы будет составлять 1000 км/ч с возможностью разгона до 1200 км/ч. До набора капсулой скорости 300 км/ч поддерживать её в трубе будут колёсики, которые при переходе на магнитную левитацию будут убираться в корпус подобно шасси самолёта. Также до разгона до определённой скорости питание бортовым системам обеспечат аккумуляторы, а после разгона выдвинутся бесконтактные токосъёмники на магнитной индукции. Всё вместе обеспечит капсуле минимальное трение и минимальное сопротивление движению, что сделает этот транспорт очень и очень экономичным.

Утверждается, что расстояние между Калгари в Эдмонтон капсула с 54 пассажирами преодолеет за 45 минут, а стоимость билета будет в два раза ниже, чем сегодня на самолёт для перемещения между этими пунктами, и будет составлять около $75.

Основной посыл разработки, благодаря которому она, вероятно, и получила реальную финансовую поддержку, это сокращение на треть автомобильного трафика между городами Калгари и Эдмонтон. Hyperloop обещает сократить годовые выбросы углекислого газа на 636 тыс. тонн. Проект полностью вписался в «зелёную» повестку или писан под неё. Будет ли он доведён до конца? Это представляется маловероятным или может оказаться совсем не тем, что было обещано изначально, как произошло с Hyperloop Илона Маска под Лас-Вегасом. Сегодня дальше всего в реализации подобных проектов продвинулись в Китае, где уже ведётся подготовка производства маглев-составов для движения со скоростью до 1000 км/ч. Но это уже другая история.

Учёные из китайских и европейских научных центров провели измерение самого сильного из когда-либо обнаруженных магнитных полей. Рекордсменом стала нейтронная звезда, на поверхности которой образовалось поле с индукцией 1,6 млрд Тл (Тесла).

Источник изображения: english.cas.cn

Изучаемая нейтронная звезда входит в двойную систему Swift J0243.6+6124, которая расположена в нашей галактике. Она перетягивает на себя вещество своей звезды-компаньона, образуя вокруг себя диск из этого вещества. По магнитным линиям оно перемещается на поверхность звезды, которая, в свою очередь, испускает вспышки в рентгеновском диапазоне. Звезда вращается, и с позиции наблюдателя на Земле эти вспышки кажутся пульсациями. А нейтронные звезды такого типа поэтому называются рентгеновскими пульсарами.

Примечательно, что данный экземпляр относится к источникам ультраяркого рентгеновского излучения. Долгое время считалось, что эта яркость связана с сильным магнитным полем, но только сейчас его удалось измерить. Измерительным прибором послужил китайский спутник Insight-HXMT, посредством которого для двойной системы Swift J0243.6+6124 был получен результат в 1,6 млрд Тл. Это самое мощное магнитное поле из когда-либо обнаруженных, а предыдущий рекорд в 1 млрд Тл принадлежал другому пульсару — его эта же команда учёных изучала в 2020 году.

Рано или поздно утратит статус рекордсмена и сегодняшний чемпион: считается, что самые сильные магнитные поля до 100 млрд Тл генерируются другим типом нейтронных звёзд — магнетарами.