Електрони - елементарні частинки, рух яких по провідниках є основою електроніки. Як відомо, вони, крім маси і електричного заряду, мають ще один фізичний параметр - спін.
Спін (від англ. spin — вертіти) – форма магнітного моменту імпульсу, пов'язаного з рухом електрона навколо атомного ядра, що має квантову природу. Спін електрона існує у двох станах: висхідний спін (його вектор збігається з вектором намагніченості магнітного матеріалу) і низхідний спін (різноспрямованість спіна і намагніченості).
У зв'язку з тим, що на сьогодні механізм переважної більшості електронних носіїв інформації заснований на використанні магнітних полів, обробка і маніпуляція електронами має величезне значення для логічних систем.
На початку 21 століття сформувалася нова галузь квантової електроніки - спінова електроніка, або спінтроніка, метою якої є регулювання спіна і заряду електронів для модернізації способів зберігання інформації. Якщо в загальноприйнятій електроніці використовується переміщення електричних зарядів, то в спінтроніці ключовий фізичний принцип - переміщення спінів електронів.
Останні інноваційні дослідження дозволили за допомогою різкого перемикання магнітних полів змінювати спіни електронів за одну квадрильйонну секунди, що є величезним кроком для електроніки нового покоління.
Джиганг Ванг - провідний автор дослідження, фізик Еймсівської лабораторії вважає, що такий прорив у спінтроніці дозволить найближчим часом створити електронні носії даних із неймовірно швидкою швидкістю обробки інформації, причому при використанні набагато меншої кількості електроенергії.
Вчені продовжують розробляти нові рішення проблеми переходу від стандартної гігагерцової швидкості комп'ютерної пам'яті до терагерцової.
Виникає потреба усвідомлення того, що ж відбувається в момент магнітних перемикань.
Відповідаючи на це питання, дослідники освітлювали надкоротким лазерним імпульсом незвичайний магнітний матеріал, що призводило до підштовхування і збудження атомів і зміни їхніх властивостей.
Однак справжнім успіхом цього дослідження є досягнення швидкості, в десятки тисяч разів більшої за ту, яка використовується в нинішніх технологіях.
Ванг і його колеги стверджують, що загальноприйнята термодинаміка, за такого малого часового діапазону під час перемикання полів, не відіграє суттєвої ролі, поступаючись у цьому квантовій механіці.
Вчені заявляють, що до масового використання в комерційних комп'ютерах такої технології пройде ще багато часу, але вони впевнені, що найближчим часом вона зможе стати доступною кожному.