פרס נובל לפיסיקה ההסבר המדעי

פרופ' אסא אוירבך מהפקולטה לפיסיקה בטכניון מסביר כי מדובר בפיתוח בסיסי של יישום לתופעה פיסיקלית שהיתה מוכרת אך לא היה לה שימוש קודם לכן

פרופ' אסא אוירבך, מהפקולטה לפיסיקה בטכניון, תאורטיקאי של מצב מוצק ומומחה לתחום תורת החומר המעובה ובין היתר עוסק גם בתכונות הולכה ותכונות מגנטיות של חומרים, אומר בשיחה לאתר הידען כי כל הדיסקים הקשיחים מעל 2 גיגהבייט, כלומר, כל הדיסקים הנמכרים כיום, מכילים קורא המבוסס על GMR. “עד לגילוי ה-GMR, השתמשו לראשי הקריאה של הדיסקים הקשיחים בסלילים הקוראים שדות מגנטיים. קשה מאוד לייצר ובפרט קשה למזער ראשים אלו. כל השימושים של אפקט ה-GMR הם בתחום המחשבים, כאשר מלבד בדיסקים קשיחים, התופעה מאפשרת קריאה לא הרסנית של זכרונות RAM.”.

כיצד המערכת פועלת, מהבחינה הפיסיקלית?“הם יצרו באופן מלאכותי נגד שאת ההתנגדות החשמלית שלו ניתן לכוון – האם יקשה על הולכה חשמלית או יקל עליה וזאת באמצעות שליטה בכיוון השדה המגנטי של פרוסות המוליך (למשל ברזל) הנמצאות בנגד. אם כל שכבה ממוגנטת בכיוון ההפוך, הנגד יקשה על העברת האלקטרונים הנגד יקל על העברת האלקטרונים וישמש מוליך טוב יותר. ההפרש בהתנגדות בין שני המצבים, בחומרים שפיתחו שני הזוכים, גדול יותר מאשר בחומרים טבעיים (כגון ברזל) ששימשו קודם לקריאת נתונים. עוד נתון חשוב שעולה מהמחקר הוא שהאפקט מאפשר לחוש בשדות מגנטיים חלשים ואנחנו יכולים על ידי שינוי ההתנגדות לגלות שדה מגנטי מאוד חלש כמו זה המשמש לאיחסון נתונים, וזה השימוש העיקרי שלה.

עד כמה ניתן למזער את הראשים ועימם את הדיסקים הקשיחים?“גודל הרכיב נמדד בכ-100 ננומטר, ניתן יהיה לייצר ראשי קריאה בגודל של חלקיקי מיקרון. הבעיה היא שמדובר רק ברכיב של הקריאה, ואולם המחסום להקטנה של ראשי הדיסקים הוא בראש הכתיבה, שם משתמשים בטכנולוגיה אחרת שאותה קשה למזער.”

לדברי פרופ' אוירבך, מדובר בפיתוח שהתבסס על תופעה פיסיקלית ידועה, אך לא היה לה יישום עד אז. כמו ה-MRI שמפתחיו זכו לפני שנים אחדות בפרס נובל, למרות שהתופעה היתה מוכרת עשרות שנים, אך ברגע שנמצא לה יישום, במקרה של ה-MRI יישום רפואי ובמקרה זה – יישום במהפכת המיחשוב, יש בכך כדי לזכות בפרס נובל.