جائزة وولف للفيزياء، التي تمنحها مؤسسة وولف الإسرائيلية ويعتبرها الكثيرون ثاني أهم جائزة بعد جائزة نوبل، منحت هذا العام للعالم الفرنسي ألبرت بيرت والعالم الألماني بيتر جرونبرج عن الاكتشاف (المنفصل). لظاهرة GMR
الحاوية الغرينية، غاليليو
جائزة وولف للفيزياء، التي تمنحها مؤسسة وولف الإسرائيلية ويعتبرها الكثيرون ثاني أهم جائزة بعد جائزة نوبل، منحت هذا العام للعالم الفرنسي ألبرت فيرت والعالم الألماني بيتر غرونبرغ. اكتشف الاثنان، على حدة، ظاهرة GMR - المقاومة المغناطيسية العملاقة، والتي لها تطبيقات عملية مهمة. وسيتقاسم الاثنان الجائزة النقدية البالغة 100,000 ألف دولار.
لقد فاجأت ظاهرة GMR، التي تم اكتشافها في عام 1988 من قبل مجموعتين بحثيتين منفصلتين بقيادة بيرت وجرونبرج، العالم العلمي. "المقاومة المغناطيسية" هي تغير في المقاومة الكهربائية لمادة مغناطيسية حديدية (وهي مادة يمكن ممغنطتها، مثل الحديد والنيكل والكوبالت) نتيجة لمجال مغناطيسي خارجي. حتى اكتشاف GMR، كان من المعروف أن مثل هذا التغيير صغير جدًا بالنسبة للمقاومة الأصلية للمادة.
واكتشف الباحثون أنه عندما يتم فصل طبقتين من المواد المغناطيسية بطبقة رقيقة من مادة غير مغناطيسية، يمكن تغيير مقاومة الموصل إلى درجة كبيرة جدًا. عندما تكون الطبقات المغناطيسية متوازية، فإن التيار سوف يتدفق بحرية في النظام. وعندما يتم عكسها فإن المقاومة الكهربائية سترتفع عن القيمة بدون مغناطيس. وترتكز هذه الظاهرة على أن اتجاه دوران الإلكترون بالنسبة لاتجاه مغناطيس المادة التي يتحرك فيها يؤثر على فرص تشتت الإلكترون.
وعندما يتم عكس الاتجاهات، تكون فرص التشتت أكبر ولا تمر الإلكترونات بحرية. هذه حالة مقاومة عالية. من أجل خلق مثل هذا الوضع، يتم ممغنطة الطبقات المختلفة في اتجاهين متعاكسين، بحيث ينحرف كل إلكترون، بغض النظر عن اتجاه دورانه، أثناء مروره عبر إحدى الطبقات. من ناحية أخرى، عندما يكون اتجاه مغنطة الطبقات هو نفسه، فإن نصف الإلكترونات تمر دون تداخل، وتكون المقاومة الكهربائية منخفضة بالنسبة لها (انظر الشكل). هناك طرق مختلفة لتنفيذ هذه الفكرة، والتي تحاول التعامل مع صعوبة إنشاء مغناطيس عكسي للطبقات المجاورة. إن الأجهزة متعددة الطبقات، التي يتم فيها اختيار مواد مختلفة ذات سمك مناسب بعناية، تجعل من الممكن تحقيق هذه التكنولوجيا.
وقد فتح هذا الاكتشاف الباب أمام مجموعة متنوعة من التطبيقات التكنولوجية، بعضها يتحقق بالفعل اليوم وبعضها له إمكانات للمستقبل. في مجال التخزين المغناطيسي، تتيح التكنولوجيا المعتمدة على GMR ضغط المزيد من المعلومات في حجم تخزين أصغر وقراءتها بسرعة أكبر. يعتمد كل محرك أقراص ثابت متوفر اليوم تقريبًا على هذه التقنية. إلى جانب الرؤوس المخصصة لقراءة المعلومات المغناطيسية، تتيح هذه التقنية إنشاء أجهزة استشعار حساسة بشكل خاص ولها أيضًا مجموعة متنوعة من التطبيقات. ميزة أخرى مهمة لمنشآت GMR هي قدرتها على إنتاج تيار من الإلكترونات ذات اتجاه دوران موحد. يمكن استخدام مثل هذا التدفق من الإلكترونات ذات الدوران المستقطب، في المستقبل، لإنشاء أجهزة كمبيوتر سريعة تعتمد على اتجاه دوران الإلكترون كأساس لعملية الحساب.
