In den letzten Jahren ist Nichtlinearität als Thema zunehmend in den Fokus der Wissenschaft gerückt, da nicht nur die meisten Phänomene in der Natur von sich aus nichtlinear sind, sondern auch zunehmend Nichtlinearität in Anwendungen genutzt wird und dabei hocheffiziente und leistungsstarke Informationsverarbeitung verspricht. Dieses Seminar befasste sich mit der Nichtlinearität im Magnetismus und umfasste eine Reihe von Anwendungen, die von neuartigen Computertechnologien bis hin zu nichtlinearen Effekten in optimierten Geometrien reichen.

Das Seminar fand vom 5. bis 7. Januar im Physikzentrum Bad Honnef in einem hybriden Format statt, mit 40 (63) Teilnehmenden und 10 (10) Vortragenden vor Ort (online), also einem sehr ausgewogenen Verhältnis. Trotz des anspruchsvollen Formats ermöglichte die hervorragende technische Ausstattung viele lebhafte Diskussionen unabhängig vom Ort der Diskutanten. Obwohl der nichtlineare Magnetismus während des Seminars aus verschiedenen Perspektiven behandelt wurde, zeichneten sich dennoch viele grundlegende sowie experimentelle Überschneidungen zwischen den verschiedenen Themengebieten ab.

Nach einem umfassenden Überblick über die neuen magnetischen Effekte, die kürzlich in gekrümmten dreidimensionalen Systemen gefunden wurden, folgten eine Diskussion neuer dreidimensionaler Spinstrukturen sowie ein Einblick in die jüngsten experimentellen Ergebnisse von gezielt designten dreidimensionalen Systemen, die sowohl neue Texturen als auch dynamische Effekte offenbaren. Auch die Vorteile der Dreidimensionalität für fortschrittliche Computer wurden hervorhoben.

Nach einem Eröffnungsvortrag zu topologischen Texturen, welcher die Stabilität und Nutzung topologischer Teilchen aus einer grundlegenden Perspektive erörterte, wurden solche Texturen im Kontext neuartiger Berechnungsschemata diskutiert – mit Aussichten für analoge Anwendungen mit Skyrmionen bis hin zur Realisierung neuer Hopfion-Strukturen.

Entscheidend für die Zukunft dieses Bereichs sind eindeutig Fortschritte bei den experimentellen Techniken. Zahlreiche Experimentatoren präsentierten fortschrittliche Bildgebungsverfahren, die von der Abbildung der Nanostruktur chiraler Spintexturen mit Elektronenholografie bis hin zu fortschrittlichen statischen und dynamischen Bildgebungsverfahren mit Synchrotron-Röntgenstrahlen reichten.

Solche Untersuchungen sind nicht auf Ferromagnete beschränkt, wie Vorträge zu Röntgenuntersuchungen an antiferromagnetischen Systemen sowie zur antiferromagnetischen Spintronik zeigten. Einen besonders spannenden Ausblick gab es zum Thema „Altermagnete“, einer neuen Untergruppe von Materialien, die eine Nettomagnetisierung von Null mit einer signifikanten Spinaufspaltung kombinieren und viel Fortschritt im Bereich nichtlinearer magnetischer Materialien versprechen.

Mit diesem Seminar wird deutlich, dass das Thema nichtlinearer Magnetismus sehr vielfältig ist und sich viele Interessen zwischen den Unterthemen überschneiden. Wir freuen uns auf die Zukunft des Fachgebiets und danken der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung für die finanzielle und organisatorische Unterstützung.

Dr. Kai Litzius, MPI für intelligente Systeme, Stuttgart
Dr. Claire Donnelly, MPI für Chemische Physik fester Stoffe, Dresden