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讓普通人對物理學感興趣可能是一項挑戰。黑洞和多重宇宙很容易推銷,但試試室溫自旋霍爾效應,您就會明白我的意思。 值得慶幸的是,瑞典皇家科學院認為今年有必要將諾貝爾物理學獎授予兩位做了我們都能欣賞的事情的人:在名片大小的光滑白色小工具上塞滿一牆的 CD 在技術上是可行的,從而徹底改變了在早晨地鐵擁擠時(至少在紐約市)茫然地盯著別人的腋窩的藝術。 法國奧賽巴黎-南大學的阿爾伯特·費爾和德國於利希研究中心的彼得·格倫貝格將分享 150 萬美元的獎金,因為他們在 20 年前獨立發現了巨磁阻效應,其中流經薄磁性和導電層夾層之間的電流會發生巨大變化,具體取決於放置在其旁邊的磁疇方向。 如果這聽起來像一個熟悉的概念,那是因為從筆記型電腦到Wii 遊戲機 Xbox 360 硬碟的所有東西中的硬碟都以這種形式儲存資料。 在計算機記憶體中將一位從 0 切換到 1 與切換該位的磁場方向相同。 費爾和格倫貝格找到了一種靈敏得多的方法來區分這些隨著位變得更小而變弱的磁場,為高密度硬碟鋪平了道路,這些硬碟為我們帶來了 iPod、數字影片錄影以及筆記型電腦和桌上型電腦記憶體的持續增長。 我們的 路透社報道(幾周內可用)有一句很好的引述
“[使用 GMR 感測器的計算機硬碟讀取器相當於一架以每小時 30,000 公里(19,500 英里)的速度飛行的噴氣式飛機……在離地面僅一米的高度,但仍然能夠看到並編目它經過的每一根草葉,”[英國薩里大學物理學教授本·默丁] 說。有點像 B 級片系列,研究人員不斷發現新的、更強大的磁阻形式:巨磁阻、彈道磁阻和(我個人最喜歡的)非凡磁阻,僅舉三個例子。 早在 1998 年首次在商用硬碟中亮相的巨磁阻代表了所謂的自旋電子學的第一個例子,或者說是基於自旋而不是電荷的電子學,自旋是電子的屬性,使其表現得像一塊微小的條形磁鐵。 物理學家已經開始認為,更奇特的磁效應(如上面提到的自旋霍爾效應)可能使他們能夠構建基於自旋執行的量子計算機。 今年的諾貝爾物理學獎應該提醒我們,摩爾定律中體現的不可中斷的技術進步並非憑空而來。 這需要像費爾和格倫貝格這樣的研究人員在今天努力工作,以保持這些趨勢在每個新的十年到來時繼續發展。 相關連結:SciAm 在 2006 年 8 月刊的“工作知識”專欄中解釋了垂直硬碟(付費可用),並在 2005 年的這篇報道 “克萊德定律”中考察了推動硬碟密度的其他努力。 在上個月的專題報道《自旋電子學的鑽石時代》和 2002 年的專題報道《自旋電子學》中瞭解更多關於新興的自旋電子學領域的資訊。 五月份我寫了一篇關於在矽中控制自旋的方法。 並且不要忘記室溫自旋霍爾效應。