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Elektromagnetismus: Magnetronische Schaltkreise rücken in Reichweite

Vor einiger Zeit machten Nachrichten von der Entdeckung magnetischer Monopole die Runde: von magnetischen Nord- oder Südpolen, die sich unabhängig voneinander wie freie Teilchen durch einen Kristall bewegen. Nun zeigten Physiker, dass sich ein Strom aus solchen magnetischen Ladungen mit Hilfe eines Magnetfelds auf die gleiche Weise erzeugen und steuern lässt wie ein elektrischer Strom durch elektrische Spannung. Dies ebne den Weg hin zu "magnetronischen Schaltkreisen" – dem magnetischen Spiegelbild der Elektronik –, so die Physiker um Sean Giblin vom Rutherford Appleton Laboratory in Chilton. Ihre Entdeckung könnte einmal in der Datenspeicherung eine Rolle spielen, hoffen die Wissenschaftler.

Sie experimentierten dazu mit einem Kristall aus Dysprosium-Titanat, der zur Klasse der so genannten Spin-Eise gehört, bei denen sich die magnetischen Momente im Material wie Protonen in Wassereis verhalten. Solche Kristalle enthalten magnetische Monopole: Die freien Nord- oder Südpole stellen magnetische Ladungen dar und damit das magnetische Analogon von positiven oder negativen elektrischen Ladungen.

In ihren Versuchen ließen die Forscher immer wieder einen kurzen Magnetfeldpuls auf den Kristall wirken, der die Nord- und Südpole voneinander trennte. Daraufhin floss ein magnetischer Strom, der über die elektrische Spannung, die er in einer Spule induzierte, gemessen wurde. Er habe nach dem Puls überraschend langsam nachgelassen, so Giblin, und floss minutenlang. Der magnetische Strom verhielt sich exakt so wie sein elektrisches Pendant beim langsamen Entladen eines Kondensators, weshalb das Physikerteam erwartet, dass auch andere elektronische Bauelemente eine Entsprechung in der Welt des Magnetismus haben.

Die daraus resultierende "Magnetronik" könnte jedenfalls die Datenspeicherung verändern: Auf einer Festplatte werden Daten mit Hilfe von winzigen Magneten gespeichert. Um sie auf die Platte zu schreiben oder von ihr zu lesen, muss diese sich drehen, damit der Schreib-Lese-Kopf sich von einem Magneten zum nächsten bewegt. Mit Hilfe von magnetischem Strom könnte man entsprechend gespeichertes Material ohne bewegliche Teile von A nach B transportieren. (cm)
7. KW 2011

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 7. KW 2011

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