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摘要：日本原子能机构(JAEA)通过理论计算证明了“潜伏在磁波真空中的能量”的存在，并阐明这种能量是“磁体变薄时产生的能量”。本研究成果是磁性器件小型化的重要基本原理，有望为信息社会的发展做出贡献。

关键词：JAEA、磁波真空、零点能量、钇铁石榴石、氧化铬(III)

要点

在移动设备急速发展的现代信息化社会中，人们亟需实现磁性器件的进一步小型化，薄（薄膜）磁体成为一个重要的研究课题。然而，人们尚不清楚，当磁体减薄至纳米级时，磁体的特性是如何变化的。

就像在海面上传播的波浪一样，磁体中也会产生波（磁波）。作为这种波的特征，据称即使在没有波的真空中也潜伏着能量。本研究通过理论计算阐明了薄磁体固有的“磁波的真空能量”。

该研究成果是磁性器件小型化的重要基本原理。

在磁体中传播的磁波及其真空。

日本原子能机构(JAEA)通过理论计算证明了“潜伏在磁波真空中的能量”的存在，并阐明这种能量是“磁体变薄时产生的能量”。本研究成果是磁性器件小型化的重要基本原理。

在移动设备急速发展的现代信息化社会中，人们亟需实现磁性器件的进一步小型化。然而，至今人们还不清楚，当作为原材料的磁体被减薄至纳米级时，磁体的特性（例如磁强度）会如何变化。

因此，为了研究变薄的磁体的特性，研究小组考察了“磁波”。就像在海面上传播的波浪一样，磁体中也会产生磁波。作为这种波的特征，据称即使在没有波的真空中也潜伏着能量。本研究通过理论计算阐明了薄磁体固有的“磁波的真空能量”。随着磁体变得越薄，在磁体中传播的“磁波”（图1）的量子力学特性就越重要。通常，没有波，就没有波能。另一方面，在存在磁波的情况下，即使在不存在波的真空（磁波真空）中，根据磁体的类型，也存在有“潜伏在磁波真空中的能量”。这种“潜伏在磁波真空中的能量”在量子力学中被称为“零点能量”。零点能量的能量预计会非常巨大，然而人们不能直接观察到“整体”零点能量。

本研究着眼于与参考点的能量“差异”，也就是说，虽然不能直接观察到“整体”零点能量，但人们可以观察到其与“整体”零点能量的“差异”。

本研究着眼于以下两种存在零点能量的磁体，一是被称为“奇迹磁体”的钇铁石榴石，其具有能够将磁波传播更远一个数量级、并传递磁性信息的优异特性；二是“无声磁体”——氧化铬(III)，其能将磁性信息牢牢保存在内部。研究小组构建了一个反映磁波在每个磁体中传播的量子力学性质的理论，并通过数值计算定量评估了当磁体厚度从厚变薄时“潜伏在磁波真空中的零点能量的差异”。由于该差异随着磁体变薄而增大，因此被解释为“当磁体变薄时产生的能量”。

此外，由于氧化铬（III）具有不易受外部磁场影响的特性，因此明确了该差异不受磁场影响。这样一来，即使氧化铬（III）变薄，它也能保留其中的磁性信息。另一方面，通过从外部施加磁场，可以控制钇铁石榴石作为磁体的强度。研究小组从理论上明确了利用差异效应可以进一步提高控制性。这种高度可控性是钇铁石榴石的一个优良特性，是氧化铬(III)所没有的。

本研究成果是磁性器件小型化的重要基本原理，有望为信息社会的发展做出贡献。

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阐明“潜伏在磁波真空中的能量”——对磁性器件的小型化意义重大