Altermagnetismus: Die Mainzer Entdeckung einer dritten Art von Magnetismus, die die Menschheit retten oder vernichten kann

Wir leben in der vielfach vernetzten Welt des Informationszeitalters. Die Informationstechnologie hat die Art und Weise, wie wir interagieren, leben und unseren Planeten beeinflussen, auf grundlegende Weise verändert. Die Cloud-Rechenzentren verbrauchen mehr Energie als mittelgroße Länder, und mit dem Aufkommen der Künstlichen Intelligenz (KI) hat sich dieser Verbrauch weiter drastisch erhöht. Die Informationstechnologie nutzt die Elektronen der Atome sowohl zum Berechnen (mit Hilfe ihre Ladung) als auch zum Speichern (über ihr magnetisches Moment) von Informationen. Mitte der 2000er Jahre führten Festplatten mit hoher Speicherdichte zur digitalen Revolution. Diese Technologie basiert auf Ferromagneten, die in ihrer Funktionsweise den Magneten in Kühlschranken ähneln. Ihre Effizienz ist jedoch durch physikalische Gesetze begrenzt, so dass sie sich nur schwer mit den viel schnelleren optischen Kommunikationsnetzen und dem Internet der Dinge verbinden lassen. Eine Alternative bilden Antiferromagnete, die zwar tausendmal schneller sind, aber aufgrund der Schwäche ihrer magnetischen Signale nur begrenzt nutzbar sind. Im Jahr 2022 entdeckten wir eine neue Form des Magnetismus, die das Beste aus beiden Welten vereint: hohe Geschwindigkeiten und starke Signale. Mit einer neuartigen Betrachtungsweise von Magneten konnten wir die Funktionsweise dieser dritten grundlegenden magnetischen Familie - des Altermagnetismus - aufdecken. Nachdem man diese nun versteht, findet man, dass altarmagnetische Materialien in der Tat ziemlich zahlreich sind. Mit dem Altermagnetismus haben wir zum ersten Mal einen physikalischen Weg gefunden, Informationen auf die effizienteste und schnellste Weise zu speichern, die die Natur zulässt. Das könnte helfen, die Umwelt zu retten und die KI und ihre Konnektivität auf nie dagewesene Geschwindigkeiten zu beschleunigen. Darin liegt unsere mögliche Rettung, aber auch unser möglicher Untergang.

Jairo Sinova studierte Physik an der Ohio University (Bachelor-Abschluss 1994) und der Indiana University, an der er 1995 seinen Master-Abschluss erhielt und 1999 bei Steven Girvin promoviert wurde (Nuclear magnetic resonance in the quantum Hall regime: skyrmion diffusion model). Als Post-Doktorand war er an der University of Tennessee und an der University of Texas at Austin. 2003 wurde er Assistant Professor an der Texas A&M University, 2007 Associate Professor und 2010 Professor. 2013 erhielt er eine Humboldt-Professur an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Dort baut er ein Zentrum für Spintronik auf (Spin Phenomena Interdisciplinary Center, SPICE). Er ist Fellow des Gutenberg Forschungskollegs.