Iga arvutikasutaja, kes mängib videomängu või kuulab muusikat kõvakettaga mp-3 mängijast, naudib hiigelmagnettakistuse (giant magnetoresistance, GMR) hüvesid. Just sellel ähvardava nimega nähtusel põhinevad nende pisikeste seadmete sisemuses töötavad kõvakettad, mis võimaldavad informatsiooni salvestada ja taasesitada suuremates mahtudes, kui seda sisaldavad väiksemad raamatukogud.Kõvakettale salvestatakse informatsiooni väikeste magnetiseeritud pindalaühikute (bittide) kaupa. Enne hiigelmagnettakistuse avastamist ja arvutitööstusse juurutamist ei olnud need ühikud tänasega võrreldes tegelikult kuigi väikesed ning seetõttu olid nii kõvakettad ise kui ka neid kasutavad seadmed üsnagi kogukad. Siiski märkasid teadlased juba mõne aja eest, et raua mõjutamine magnetväljaga muutis selle elektrijuhtivust. Magnetiseerimisel orienteeruvad raua elektronid mingis kindlas suunas ning elektrivool läbib rauda paremini paralleelselt selle suunaga, mitte risti. Sellest kasvas välja idee luua tundlikud lugemisseadmed, mis suudaksid tajuda, kumbapidi on bitt kõvakettale kantud, ja sel moel kõvakettalt informatsiooni lugeda. Kuid bittide magnettakistuse erinevus oli esialgu vaid mõne protsendi suurune, mis raskendas andmete korrektset lugemist ning põhjustas seadmete kogukust. 1988. aastal märkasid Grünberg ja Fert, et takistuse erinevused muutuvad väga suureks, kui kõvaketas koosneb õhukestest rauakihtidest, mille vahele on paigutatud mittemagneetilised õhukesed kihid (paksusega kõigest mõni aatom). «Kui kaks lähestikku asetsevat rauakihti on magnetiseeritud ühtepidi, läbib elektrivool selle kergesti. Kui aga üks kiht on magnetiseeritud ühtepidi, teine teistpidi, siis kohtavad elektronid suurt takistust,» selgitas Tartu Ülikooli füüsikainstituudi professor Jaak Kikas. Samalaadne efekt on olemas ka optikas, kus elektronide rolli täidavad mõistagi footonid. Kikas demonstreerib kahte polaroidplaati, mis lasevad läbi kindlat tüüpi polariseeritud valgust. Kui kaks plaati asetada kohakuti ühesuunaliselt, suudab valgus neid mõlemaid läbida. Kui aga üks plaat keerata vastassuunaliseks, tekib hiiglaslik optiline takistus – valgus enam läbi ei pääse. Samasugune suur erinevus elektrijuhtivuses võimaldabki toota väikesi, kuid väga tundlikke lugemisseadmeid, mis suudavad kõvaketaste kohal liueldes lugeda ka väga nõrkade magnetlaengute kujul salvestatud informatsiooni. See aga võimaldab ehitada üha väiksemaid mäluseadmeid. Hiigelmagnettakistuse fenomeni rakendas kõvaketaste tootmises esimesena arvutifirma IBM ning eriline roll avastuse ärilises kasutuselevõtus oli IBMi teadlasel Stuart Parkinil. Just tema leidis meetodi mitmekihilise andmekandja tööstuslikuks valmistamiseks. Mõnede vaatlejate arvates oli Parkini roll tänapäevase kõvaketta sünnis vähemalt sama oluline kui hiigelmagnettakistuse avastanud teadlaste oma ning ta väärinuks samuti Nobeli preemia laureaadi staatust. Ent preemia määrajad otsustasid väärtustada siiski puhast teaduslikku avastust, mitte selle kommertsiaalset rakendust. Hiigelmagnettakistuse efekti ning elektroni kvantoleku ehk spinni kasutamise võimalusi uurib ja rakendab nüüdseks juba terve omaette teadus- ja tööstusharu: spintroonika. |
