Physiker haben Möglichkeit gefunden, Information in Atomen länger haltbar zu machen

Die Ergebnisse, die kürzlich online in dem angesehenen Wissenschaftsjournal Nature Physics publiziert wurden, eröffnen neue Wege hin zur Verwirklichung von Elektronik aus einzelnen Atomen. Das kann für die Entwicklung neuartiger Hochleistungscomputer von Bedeutung sein.

In den Forschungs- und Entwicklungsabteilungen der Technologieunternehmen wird mit hohem Einsatz an der Verkleinerung von Prozessoren und Datenspeichern gearbeitet, um immer leistungsfähigere Computer herstellen zu können. Als ultimatives Limit erscheinen Bauteile, die aus einem einzelnen Atom bestehen.

Ein Atom trägt dabei die Information kodiert als physikalischer Zustand. Einfach gesprochen, sind diese Zustände die spezifische Ausrichtung kleinstmöglicher Magnetnadeln, sogenannter Spins. Eine der größten Herausforderungen ist dabei die Stabilisierung der Zustände, das heißt die Fixierung der Magnetnadeln. Um die Information in den Zustand schreiben und später aus ihm auslesen zu können, müssen die Atome an Leitungen angeschlossen werden. Diese stören normalerweise die Ausrichtung der Magnetnadeln.

Das deutsch-spanische Physiker-Team – Benjamin Heinrich, Lukas Braun, Nacho Pascual und Katharina Franke – verwendete anstelle gewöhnlicher metallischer Leitungen ein supraleitendes Material. Supraleiter sind perfekte Leiter, in denen der Strom nicht durch einzelne Teilchen transportiert wird, sogenannte Elektronen, sondern durch Paare dieser Teilchen, die Cooper-Paare.

Während die einzelnen Teilchen die Magnetnadeln auslenken können, geschieht dies bei Paaren der Teilchen nicht, da sie zu stark aneinander gebunden sind. Sie sind für die Magnetnadeln sozusagen blind. Die Magnetnadeln bleiben daher 10.000-mal länger in ihrer spezifischen Ausrichtung als bei der Verwendung von metallischen Leitungen. Die Ergebnisse der Forscher können neue Wege für die Verwirklichung leistungsstarker Computertechnik eröffnen, basierend auf einzelnen Atomen.

Weitere Informationen
Prof. Dr. Katharina Franke und Dr. Benjamin Heinrich, Arbeitsgruppe Experimentelle Nanophysik am Fachbereich Physik der Freien Universität Berlin, Telefon: 838-52805, E-Mail: kjfranke@zedat.fu-berlin.de, bheinrich@zedat.fu-berlin.de

Media Contact

Kerrin Zielke idw

Weitere Informationen:

http://www.fu-berlin.de

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie

Von grundlegenden Gesetzen der Natur, ihre elementaren Bausteine und deren Wechselwirkungen, den Eigenschaften und dem Verhalten von Materie über Felder in Raum und Zeit bis hin zur Struktur von Raum und Zeit selbst.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Astrophysik, Lasertechnologie, Kernphysik, Quantenphysik, Nanotechnologie, Teilchenphysik, Festkörperphysik, Mars, Venus, und Hubble.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Manipulationen in Mikrochips aufspüren

Angreifer können nicht nur Software manipulieren, sondern sich auch an der Hardware zu schaffen machen. Ein Bochumer Team arbeitet an Methoden, um solche Eingriffe feststellen zu können. Sicherheitslücken können sich…

KI-Algorithmus bringt Farbe in Schwarz-Weiß-Filme

Digitale Restaurierung: Die TU Graz entwickelte einen KI-basierten Algorithmus, der Schwarz-Weiß-Aufnahmen realitätsgetreu einfärbt. Besonders interessant ist das für die Restaurierung historischer Aufnahmen. In den Archiven dieser Welt lagern unzählige historische…

Lehmbau: Alte Technik mit großer Zukunft

Lehmbau ermöglicht höchsten Wohnkomfort und lange Haltbarkeit – bei ausgezeichneter Umweltbilanz. Eine Gesetzesänderung könnte dem Lehmbau nun Aufschwung verleihen. Lehmbau wird leider noch immer oft unterschätzt: Als simple Billiglösung wurde…

Partner & Förderer