Mit Nanomagneten zu mehr Rechenpower

Magnete zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen Nordpol und einen Südpol haben. Werden zwei Magnete nahe aneinandergehalten, ziehen sich deren entgegengesetzte Pole an und die gleichen stossen sich ab. Deshalb richten sich magnetische Nadeln, wie sie beispielsweise in einem Kompass vorkommen, im Erdmagnetfeld so aus, dass damit die Kardinalrichtungen Nord und Süd und daraus abgeleitet Ost und West bestimmt werden können.

In der Welt, die wir jeden Tag mit unseren Sinnen erleben, ist diese Regel richtig. Wenn man jedoch die makroskopische Welt verlässt und in die Tiefen viel kleinerer Dimensionen eintaucht, ändert sich das. Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI und der ETH Zürich haben nun eine ganz besondere magnetische Wechselwirkung auf der Ebene nanoskopischer Strukturen aus wenigen Atomschichten entdeckt.

Die Atome wirken dort wie winzige Kompassnadeln und entfalten ihre Wirkung über äusserst kurze Entfernungen im Nanometerbereich, also einige millionstel Millimeter. Deshalb sprechen die Forschenden auch von Nanomagneten.

Das Phänomen, das die Forschenden des PSI nun beobachten konnten, basiert auf einer Wechselwirkung, die die beiden Physiker Igor Dzyaloshinskii und Toru Mariya vor mehr als 60 Jahren vorhergesagt haben. «Das war unser Ausgangspunkt», sagt Zhaochu Luo, Physiker am PSI und an der ETH Zürich.