代尔夫特理工大学杰温·德·格拉夫著 艺术家对在隧道显微镜下研究的原子的印象
自旋和轨道角动量分别用一个小箭头和一个大箭头表示
信用:TU Delft 代尔夫特理工大学的研究人员成功地在一个原子中独立操纵了两种不同类型的磁性
这些结果与极小形式数据存储的发展相关
随着时间的推移，这一新发现可能使在一个原子中存储两位信息成为可能
原子的磁性是电子围绕原子核旋转的结果
这些旋转可以分为两类
研究负责人桑德·奥特解释说:“将它与绕太阳运行的地球进行比较。”
“一方面，地球绕着太阳转，这需要一年时间
另一方面，地球也绕着自己的轴旋转，这导致了白天/夜晚的循环
“电子围绕原子旋转也是如此:围绕原子核的旋转称为轨道角动量，电子围绕自身轴的旋转称为自旋角动量，或者简称为自旋
轨道方向 原则上，这些运动中的每一个都可以用来存储信息
例如，轨道旋转可以是顺时针或逆时针
因此，这两个旋转方向可以表示位的0和1
旋转也有两个可能的旋转方向
所以理论上，你应该能够在一个原子中存储两位信息
“然而，实际上，这相当困难，”奥特继续说道
“如果你反转轨道方向，自旋方向几乎总是随之改变——反之亦然
" 代尔夫特的研究是与西班牙和智利研究人员合作进行的，它使得只改变轨道方向而不影响自旋方向成为可能
事实上，现在已经实现了这一点是由于爱因斯坦和荷兰物理学家旺达·约翰内斯·德·哈斯曾经预测的一个现象
根据这种爱因斯坦-德哈斯效应，轨道方向的逆转也可以通过环境的不可测量的微小旋转来补偿——在这种情况下是原子所属的金属片
这种效应以前没有在单个原子的尺度上观察到，更不用说它可以被用来操纵原子磁性了
完全分离 研究人员使用了扫描隧道显微镜，其中一个非常锋利的针扫描原子，甚至可以随意移动它们
通常，一个磁性原子会与几个相邻的原子接触，从而破坏磁性
奥特和他的团队通过将一个磁性铁原子精确定位在一个非磁性氮原子上，实现了他们所需的自旋和轨道旋转之间的完美分离
通过这样做，他们创造了一个自然界中很少自发出现的理想几何图形
将比特存储在单个原子中的能力将把当前的最大存储容量提高成千上万倍
然而，奥特警告说，原子数据存储还有很长的路要走
“主要结果是，我们在控制原子甚至是围绕原子运行的电子的能力上又向前迈出了一步
这本身就是一个美好的目标
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
