Крошечная молекула, состоящая всего из нескольких атомов, может вести себя как постоянный магнит. Она намагничивается и не спешит размагничиваться, даже когда внешнее поле убирают. Такие молекулы называют одиночными молекулярными магнитами, и они интересуют учёных как возможная основа для сверхплотной записи информации.
Раньше поведение этих молекул описывали упрощёнными моделями. Теперь физики построили полный расчёт «с нуля»: взяли уравнения квантовой механики, добавили взаимодействие молекулы с колебаниями окружающей среды и рассчитали, как молекула откликается на переменное магнитное поле. Результат сравнили с экспериментом для трёх соединений, где магнитные ионы иттербия, тербия и диспрозия разбавлены немагнитным иттрием в полимерной матрице. Совпадение получилось хорошим и для низких температур, и для высоких.
Такой подход впервые показывает, что сложное поведение молекулярных магнитов можно предсказать без подгоночных параметров. Это шаг к тому, чтобы проектировать материалы с нужными магнитными свойствами на компьютере, а не искать их вслепую в лаборатории.
Одиночные молекулярные магниты могут хранить один бит информации в одной молекуле — это в миллионы раз плотнее, чем современные жёсткие диски.