Comme des ondes lumineuses, les ondes magnétiques se déplacent à travers les matériaux à une vitesse maximale fixe. Cependant, à l'échelle de longueur la plus petite possible (nanomètres) et à l'échelle de temps la plus courte possible (femtosecondes), le magnétisme se comporte différemment. Des physiciens de l'Université Radboud ont découvert que les ondes magnétiques à très courtes longueurs d'onde peuvent se propager jusqu'à 40 % plus rapidement qu'on ne le pensait auparavant. Cette propagation supermagnétique offre des opportunités pour encore plus rapidement, des moyens de traitement des données plus petits et plus économes en énergie dans les futurs ordinateurs. La recherche sera publiée dans Lettres d'examen physique le 25 août.

"Le concept est comparable aux avions supersoniques, qui se déplacent plus vite que la vitesse maximale des ondes sonores. Nous appelons donc ces ondes magnétiques les plus rapides supermagnétiques, " explique le physicien Johan Mentink. Grâce à une nouvelle méthodologie théorique inspirée du machine learning, les chercheurs ont réussi à effectuer des calculs sur des aimants bidimensionnels. Ces calculs ont révélé que les plus petites ondes magnétiques peuvent voyager jusqu'à 40 % plus vite que la vitesse de propagation maximale. "Grâce aux simulations d'apprentissage automatique de son collègue Giammarco Fabiani et aux calculs analytiques de l'étudiant en Master Martijn Bouman, nous comprenons maintenant pourquoi ces ondes magnétiques supermagnoniques peuvent exister."

Plus rapide, plus économe en énergie et plus petit

Dans les ordinateurs d'aujourd'hui, l'information est transférée de A à B par des électrons. Cependant, la vitesse de ce transfert d'informations a ses limites. En outre, il y a une perte d'énergie due à la résistance que les électrons subissent en cours de route. Alternativement, les impulsions lumineuses peuvent être utilisées pour le transfert d'informations, comme cela se fait dans l'internet fibre, par exemple. Le transfert d'informations à l'aide de la lumière est plus rapide et plus économe en énergie.

"Toutefois, notre objectif est au-delà de cela, " déclare Johan Mentink. " Nous cherchons un moyen de rendre le transfert de données plus rapide, plus économe en énergie et plus petit. Les ondes lumineuses sont rapides, mais la longueur d'onde de la lumière est assez longue. Afin de trouver des solutions plus petites, il faudra regarder les ondes plus courtes :comme les ondes magnétiques, par exemple."

Être plus rapide, plus petit et plus efficace est vital pour les futurs ordinateurs. Envisager, par exemple, les énormes data centers de notre pays qui utilisent déjà aujourd'hui une part importante de la capacité de notre réseau électrique :cette consommation ne fera qu'augmenter à l'avenir. Johan Mentink :« Nos recherches ont montré que, en théorie, le transfert de données à l'aide d'un mouvement supermagnétique peut être encore plus rapide qu'on ne le pensait. Cependant, nous ne savons pas encore exactement comment fonctionne le magnétisme aux plus petites échelles de longueur et aux plus courtes échelles de temps. Afin d'utiliser à terme le magnétisme pour le traitement des données dans la pratique, nous devons d'abord comprendre la physique fondamentale sous-jacente. Cette recherche repousse les limites de nos connaissances et nous rapproche un peu plus. »