喜欢你的 iPod 吗? 感谢今年的物理学诺贝尔奖得主

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让普通人对物理学感兴趣可能是一项挑战。黑洞多重宇宙很容易推销,但试试室温自旋霍尔效应,您就会明白我的意思。 值得庆幸的是,瑞典皇家科学院认为今年有必要将诺贝尔物理学奖授予两位做了我们都能欣赏的事情的人:在名片大小的光滑白色小工具上塞满一墙的 CD 在技术上是可行的,从而彻底改变了在早晨地铁拥挤时(至少在纽约市)茫然地盯着别人的腋窝的艺术。 法国奥赛巴黎-南大学的阿尔伯特·费尔和德国于利希研究中心的彼得·格伦贝格将分享 150 万美元的奖金,因为他们在 20 年前独立发现了巨磁阻效应,其中流经薄磁性和导电层夹层之间的电流会发生巨大变化,具体取决于放置在其旁边的磁畴方向。 如果这听起来像一个熟悉的概念,那是因为从笔记本电脑到Wii 游戏机 Xbox 360 硬盘的所有东西中的硬盘都以这种形式存储数据。 在计算机内存中将一位从 0 切换到 1 与切换该位的磁场方向相同。 费尔和格伦贝格找到了一种灵敏得多的方法来区分这些随着位变得更小而变弱的磁场,为高密度硬盘铺平了道路,这些硬盘为我们带来了 iPod、数字视频录像以及笔记本电脑和台式机内存的持续增长。 我们的 路透社报道(几周内可用)有一句很好的引述

“[使用 GMR 传感器的计算机硬盘读取器相当于一架以每小时 30,000 公里(19,500 英里)的速度飞行的喷气式飞机……在离地面仅一米的高度,但仍然能够看到并编目它经过的每一根草叶,”[英国萨里大学物理学教授本·默丁] 说。
有点像 B 级片系列,研究人员不断发现新的、更强大的磁阻形式:磁阻、弹道磁阻和(我个人最喜欢的)非凡磁阻,仅举三个例子。 早在 1998 年首次在商用硬盘中亮相的巨磁阻代表了所谓的自旋电子学的第一个例子,或者说是基于自旋而不是电荷的电子学,自旋是电子的属性,使其表现得像一块微小的条形磁铁。 物理学家已经开始认为,更奇特的磁效应(如上面提到的自旋霍尔效应)可能使他们能够构建基于自旋运行的量子计算机。 今年的诺贝尔物理学奖应该提醒我们,摩尔定律中体现的不可中断的技术进步并非凭空而来。 这需要像费尔和格伦贝格这样的研究人员在今天努力工作,以保持这些趋势在每个新的十年到来时继续发展。 相关链接:SciAm 在 2006 年 8 月刊的“工作知识”专栏中解释了垂直硬盘(付费可用),并在 2005 年的这篇报道 “克莱德定律”中考察了推动硬盘密度的其他努力。 在上个月的专题报道《自旋电子学的钻石时代》和 2002 年的专题报道《自旋电子学》中了解更多关于新兴的自旋电子学领域的信息。 五月份我写了一篇关于在中控制自旋的方法。 并且不要忘记室温自旋霍尔效应

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