거의 한 세기만에 발견된 첫 번째 새로운 종류의 자석: Altermagnets

• Libor Šmejkal은 M. C. Escher의 예술 작품에서 영감을 받아, 완전히 새로운 자성의 존재를 예측함
• 인류는 오랜 세월 동안 자석을 알고 있었으며, 현대 기술의 핵심 역할을 담당함
• 100년 동안 자석의 종류가 두 가지뿐이라고 믿어왔음
• Šmejkal의 창의적 통찰을 통해 이 가설이 2022년에 뒤집힘
• 이 발견은 자석과 관련된 기반 기술에 새로운 가능성을 제시함

---

새로운 자성의 발견 배경

• Libor Šmejkal은 수학에서 영감을 받은 M. C. Escher의 예술작품, Horseman을 특별히 좋아함
• 이 작품의 복잡하고 반복적인 패턴에서 Šmejkal은 완전히 새로운 형태의 자성을 떠올림
• 그는 이 예술적 통찰을 바탕으로 기존에 알려지지 않은 자성의 종류가 존재한다고 예측하게 됨

기존 자성의 한계와 새로운 시각

• 인류는 수천 년 동안 자석을 활용해 왔음
• 전기 발전기, 스마트폰, 스피커, 병원용 스캐너 등 다양한 현대 기술의 핵심 부품으로 자석이 널리 사용됨
• 하지만 100년 동안 과학자들은 자성의 종류가 오직 두 가지(강자성·반강자성) 라고 가정했음

2022년 일어난 혁신적 전환

• Šmejkal의 예술적 영감 덕분에, 기존의 자성에 대한 인식이 2022년에 뒤집히게 됨
• 연구진은 새로운 종류의 자성, Altermagnetism의 존재를 예측하고 검증함

자성 연구 분야의 새 가능성

• 이번 발견은 자성 현상에 대한 근본적 이해 확장과 함께, 자석을 중심으로 한 첨단기술에 폭넓은 혁신 가능성 제시
• 미래 자성 소재, 스핀트로닉스, 데이터 저장장치 등 다양한 신기술 분야에서 응용 전망이 커짐

[GN⁺]

Hacker News 의견

• https://newscientist.com/article/…">웹 아카이브 링크와 archive.ph 링크를 공유함

• 내가 이해한 바로는, 이 기술의 진정한 장점은 솔리드 스테이트 방식의 자기 저장장치라고 생각함
  기존 자기 저장장치는 자기장을 만들지만, 이 새로운 알터마그넷 소재는 자기장 생성 없이 외부 자기장에 반응함
  그래서 장치들을 아주 조밀하게 배치할 수 있고, 간섭을 걱정할 필요가 없음
  약한 전기 펄스로 비트의 0과 1을 읽고, 강한 펄스로 비트를 뒤집는 구조임
  원자 자체를 뒤집는 것이기 때문에 구조를 파괴하거나 전하를 넣지 않아, 수명도 길고 읽기/쓰기 사이클도 거의 무한에 가까울 것으로 추정함
  일반 실리콘 제조 공정과 호환 가능할 것으로 보고 있음
  다만, 읽기 구조끼리 얼마나 촘촘하게 둘 수 있을지가 기술적 관건임

  • 약한 전기 펄스로 비트 상태를 감지하고, 강한 펄스로 뒤집는다는 설명이 정말 훌륭하게 요점을 집어냄
    Feynman 스타일의 통찰로 한 문장으로 완벽하게 정리한 점이 인상적임

  • 이런 저장장치가 있다면 솔리드 스테이트 메모리뿐 아니라, Hall effect 기반 산업용 센서 전반에서 해상도와 노이즈 면역성이 대폭 향상될 거라 생각함

  • 사실 기존의 "일반" 자성 소재도 자기장 방향을 전환할 수 있다는 점을 이 논문에서 확인 가능함

• 기사에서 "Confirming that altermagnets exist" 섹션이 실제 용도 설명을 잘 다룸
  전통적으로 스핀 기반 고밀도 정보 저장은 스핀이 자연스럽게 정렬된 소재(보통 강자성체)만 사용해 왔음
  문제는, 강자성체는 거대한 자기장을 동반하여 실제 활용에 큰 걸림돌이 됨
  새로운 알터마그넷은 스핀이 잘 배열되어 있으면서 각 원자 단