Magnon

Een magnon is een golfje dat door een magnetisch materiaal loopt. Natuurkundigen spreken ook van een spingolf. Ze behandelen zo'n golfje als een deeltje, een quasideeltje: het bestaat alleen in het materiaal, maar je kunt het tellen en het draagt een bepaalde hoeveelheid energie.

Hoe werkt het?

De atomen in een magnetisch materiaal gedragen zich als piepkleine kompasnaaldjes. Die eigenschap heet spin. In rust wijzen de naaldjes in een vast patroon: in een gewone magneet allemaal dezelfde kant op, in een antiferromagneet om en om tegengesteld. De naaldjes zijn aan elkaar gekoppeld. Kantelt er één een beetje, dan trekt dat aan de buren, die ook gaan kantelen, en zo loopt een golf door het materiaal.

Vergelijk het met een wave in een voetbalstadion. Niemand verlaat zijn stoel, toch gaat er een golf rond het hele stadion. Bij een magnon blijven de atomen ook op hun plek; alleen de richting van hun naaldjes beweegt mee. Hoe warmer het materiaal, hoe meer magnonen er zijn.

Waarom het ertoe doet

Een magnon kan informatie vervoeren zonder dat er elektronen door een draad stromen. Daardoor ontstaat minder warmte dan in gewone elektronica. Onderzoekers zien daarom kansen voor zuinigere chips en geheugen. Ook bij nieuwe soorten magneten, zoals altermagneten, kijken natuurkundigen naar hoe zulke golfjes zich gedragen.

Om magnonen te zien, sturen onderzoekers vaak neutronen door een materiaal. Een neutron kan onderweg een magnon maken of er een opnemen, en verliest of wint daarbij energie. Op die manier maten onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory in 2026 dat een magneet onder snelle laserpulsen meer magnonen had dan bij zijn temperatuur hoort, zolang de laser bleef pulsen.