来自芬兰于韦斯屈莱大学和坦佩雷大学以及西班牙圣塞巴斯蒂安材料物理中心的一组理论物理学家最近解释了超导体为何能将磁信息传输到比传统金属更远的距离。这一发现可能有助于在低温下使用磁性材料进行信息处理。

在低温下，一些材料变成了超导体，会导致电阻消失。因此，通过超导体的电流不会因为受到阻碍而加热它。除了电荷之外，电子还具有其他特性。其中一种特性是自旋，它描述的是围绕电子自身的内部旋转。自旋是理解另一种材料状态“磁性”所需的属性。磁体和超导体很少出现在单一材料中。

然而，磁性材料和超导材料可以彼此相邻放置，让它们发生相互影响。发表在《物理评论快报》上的这项新研究表明，在某些情况下，超导体不仅可以在金属之间传输电流，还可以在磁体之间将自旋电流传输到相对较远的距离，而且不会产生过多的热量。这与普通导体形成鲜明对比，普通导体中这种无摩擦的自旋电流会在原子级水平的距离内消失。

这些自旋电流可以用一种可控的方式来调节不同磁体之间的磁相互作用。这些自旋电流还体现在磁体对外部时间依赖性刺激的反应上，这种现象尤其是在磁存储领域中有被进行深入研究。

这种自旋电流可能难以捉摸，因为它们不产生电信号。然而，它们可以通过观察磁性结构的变化间接被检测到。另外，它们还显着改变了磁动力学响应。在该论文中，研究人员描述了在静态和动态环境中能表明无摩擦电流存在的实验特征。

于韦斯屈莱大学的研究人员Risto Ojajärvi提供了计算该效应的详细方法。他说：“在我们开展工作之前，人们对自旋电流在超导体中的作用，尤其是它们在平衡态下的运行方式存在相当多的困惑。我们现在提供了一个统一的图景，它描述了无摩擦的平衡电流与会引起加热的普通电流相同。”

这项工作解释了在某些情况下，无摩擦电流的存在实际上是会让整个系统升温更多，而不是人们天真地所预期的那样。然而，加热不会发生在连接磁体的超导体中，而是会发生在磁体本身，这说明可以通过超导体有效地在彼此之间传递自旋。这种集体动力学是一种全新的形式，它为动力学磁态工程提供了广阔的发展前景。（编译:Qtech）