Sveitsiläinen tutkimusryhmä on onnistunut venyttämään yhden holmiumatomin magneetin muistia kymmeniin minuutteihin, raportoi Ars Technica. Yhden atomin magneetteja on kehitetty aiemminkin, mutta ne eivät ole onnistuneet säilyttämään bitin tilaa sekunnin murto-osaa kauemmin.

Magneettisten tallennuslaitteiden kapasiteetti kasvaa, kun ykkösiä ja nollia säilövät magneettisten atomien muodostamat klusterit voidaan pienentää uudella tekniikalla. Sveitsiläiskeksintöön perustuvaa kiintolevyä ei ole luvassa: huono puoli nyt kehitetyssä ratkaisussa on, että se toimii vain lähes absoluuttisen nollapisteen kylmyydessä ja pimeässä.

Läpimurtoon liittyi kahden kvantti-ilmiön aiheuttamien ongelmien ratkeaminen. Magneettisuus perustuu atomien elektronien asentoon. Yleensä magneettisessa aineessa atomi saa tukea viereisiltä atomeilta, jolloin elektronien asento harvemmin pääsee muuttumaan niin, että magneettikenttä katoaa.

 

Yhdellä atomilla ei ole tätä etua: sen elektronien asentoon voivat vaikuttaa muun muassa fononit eli värähtelyenergian välittäjähiukkaset, ympäröivän materiaalin elektronit tai tunneli-ilmiö. Myös valo häiritsi tilannetta, kun fotonit painivat elektroneihin vipinää.

Tunneloitumisessa elektroni saattaa vaihtaa asentoa, jos ylitettävä potentiaalivalli on riittävän matala. Ratkaisuna tähän tutkijat valitsivat materiaaliksi holmiumin, harvinaisen maametallin, joka ei ole kovin altis tunneloitumiselle. Ympäröivänä materiaalina käytettiin magnesiumoksidia, jonka fononit eivät herkästi häiritse holmiumia.

Näillä valmisteluilla yhden atomin magneettisuus säilyi 10 Kelvinin kylmyydessä reilut 26 minuuttia.