重大突破：磁与电的结合让科技更快

一项发表在《美国国家科学院院刊》的研究中，来自特拉华大学混合、活性与响应材料中心（CHARM，由美国国家科学基金会资助的材料研究科学与工程中心）的研究人员报告称，磁振子——一种在固体材料中传播的微小磁波——能够产生可测量的电信号。这一发现表明，未来的电脑芯片或可直接融合磁系统与电系统，无需当前设备中限制性能的持续能量交换，从而减少能量损耗。

磁振子如何传递信息？传统电子设备依赖带电电子的流动，电子在电路中移动时会以热量形式损失能量。相比之下，磁振子通过电子的同步“自旋”在材料中形成波状模式来传递信息。特拉华大学团队开发的理论模型显示，当这些磁波穿过反铁磁材料时，会诱发电极化，进而产生可测量的电压。

迈向超快、高能效计算：反铁磁材料中的磁振子能以太赫兹频率运动，速度约为传统材料中磁波的一千倍。这种卓越的速度为超快、低功耗计算指明了充满前景的方向。研究人员目前正通过实验验证其理论预测，并研究磁振子与光的相互作用，这可能带来更高效的磁振子控制方法。

推进量子材料研究：这项工作有助于CHARM实现其更大目标——开发用于尖端技术的混合量子材料。该中心的研究人员致力于研究如何将不同类型的材料（如磁性、电子和量子系统）结合并控制，以创造下一代技术。CHARM的目标是设计能对环境做出响应的智能材料，推动计算、能源和通信领域的突破。

该研究的共同作者包括Federico Garcia-Gaitan、任亚飞、M. Benjamin Jungfleisch、肖约翰（John Q. Xiao）、Branislav K. Nikolić、Joshua Zide以及Garnett W. Bryant（美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）。研究资金由美国国家科学基金会通过奖项DMR-2011824提供。