Революционно изследване на Skyrmion: Пробив в съхранението на данни!

Революционно изследване на Skyrmion: Пробив в съхранението на данни!

Изследователи от университета Йоханес Гутенберг в Майнц (JGU) постигнаха значителен напредък в изучаването на процесите на топене в двуизмерни магнитни структури. Вашият основен фокус е върху Скирмиони, малки магнитни вихрови структури, които предлагат голям потенциал за съхранение на данни. Резултатите от това новаторско проучване бяха публикувани наскоро в списанието Природни нанотехнологии публикувани.

С помощта на магнито-оптичен микроскоп Kerr учените успяха да наблюдават процеса на топене на решетките на skyrmion в детайли. Това не се случва както обикновено чрез повишаване на температурата, а по-скоро чрез контролирана промяна в магнитното поле. Решетката се топи в две решаващи стъпки: Първо, тя губи транслатоналния ред, докато скирмионите все още остават в решетъчна структура. След това има загуба на ориентация, което води до пълното разпадане на решетката.

Уместността на skyrmions

Скирмионите първоначално са въведени през 1958 г., за да обяснят силното взаимодействие между протони, неутрони и пиони. Физикът Тони Скирм постулира, че тези частици действат като вихри в пионни полета. Въпреки това около 1965 г. става ясно, че протоните и неутроните са съставени от кварки, което прави модела на скирмиона остарял в ядрената физика. От 1980 г. нататък обаче терминът се използва отново във физиката на твърдото тяло и физиката на елементарните частици, по-специално от Едуард Витен и така наречените модели на торбички за адрони.

Поведението на скирмионите, които се държат като частици или квазичастици с крайна маса, е особено интересно. Настоящите изследвания показват стабилни скирмиони дори при стайна температура и подчертават възможността за използване на тези структури за бързо съхранение на информация. Способността им да позволяват по-висока плътност на данните, да предлагат бърз достъп за четене и запис и да бъдат енергийно ефективни ги прави особено привлекателни за бъдещето на технологиите за данни.

Иновативни изследователски подходи и резултати

Последните резултати от изследванията са част от по-голям проект, подкрепен от ERC Synergy Grant 3D MAGiC и изследователската инициатива на Райнланд-Пфалц. Проф. д-р Mathias Kläui, директор на профилната област TopDyn в JGU, ръководи екипа, който работи интензивно върху топологията и динамиката на skyrmions. Техните наблюдения биха могли не само да подобрят разбирането ни за процесите на топене, но и да бъдат от решаващо значение за развитието на бъдещи технологии за съхранение на данни.

Освен това бяха отбелязани новаторски подходи във връзка със симулацията на скирмиони. През последните години бяха разработени различни методи за пресъздаване на тези структури с помощта на компютри, което дава на учените ценна представа за тяхната стабилност и взаимодействия.

Обширните изследвания на скирмионите са пример за завладяващото развитие на съвременната физика. Предвид последните успехи и обещаващи резултати, научната общност ще продължи да изследва потенциала на тези уникални магнитни структури.