Revoluční výzkum Skyrmionu: Průlom v ukládání dat!

Revoluční výzkum Skyrmionu: Průlom v ukládání dat!

Vědci z Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) dosáhli významného pokroku ve studiu procesů tavení ve dvourozměrných magnetických strukturách. Váš hlavní důraz je kladen na Skyrmioni, malé magnetické vírové struktury, které nabízejí velký potenciál pro ukládání dat. Výsledky této průlomové studie byly nedávno zveřejněny v časopise Příroda Nanotechnologie zveřejněno.

Pomocí magnetooptického mikroskopu Kerr byli vědci schopni podrobně pozorovat proces tání mřížek skyrmion. K tomu nedochází jako obvykle zvýšením teploty, ale spíše řízenou změnou magnetického pole. Mřížka se roztaví ve dvou zásadních krocích: Za prvé, ztrácí translatonální řád, zatímco skyrmiony stále zůstávají v mřížkové struktuře. Následně dochází ke ztrátě orientace, což vede k úplnému rozpuštění mřížky.

Relevance skyrmionů

Skyrmiony byly původně představeny od roku 1958, aby vysvětlily silnou interakci mezi protony, neutrony a piony. Fyzik Tony Skyrme předpokládal, že tyto částice působí jako víry v pionových polích. Kolem roku 1965 se však ukázalo, že protony a neutrony jsou tvořeny kvarky, takže model skyrmionu je v jaderné fyzice zastaralý. Od 80. let 20. století se však tento termín opět začal používat ve fyzice pevných látek a fyzice částic, zejména Edwardem Wittenem a tzv. vakové modely pro hadrony.

Zajímavé je především chování skyrmionů, kteří se chovají jako částice nebo kvazičástice s konečnou hmotností. Současný výzkum ukazuje stabilní skyrmiony i při pokojové teplotě a zdůrazňuje možnost použití těchto struktur pro rychlé ukládání informací. Jejich schopnost umožnit vyšší hustotu dat, nabídnout rychlý přístup ke čtení a zápisu a být energeticky efektivní je činí zvláště atraktivními pro budoucnost datových technologií.

Inovativní výzkumné přístupy a výsledky

Nejnovější výsledky výzkumu jsou součástí většího projektu podporovaného ERC Synergy Grant 3D MAGiC a výzkumnou iniciativou Porýní-Falc. Prof. Dr. Mathias Kläui, ředitel oblasti profilu TopDyn v JGU, vede tým, který intenzivně pracuje na topologii a dynamice skyrmionů. Jejich pozorování by mohla nejen posunout naše chápání procesů tavení, ale být také zásadní pro vývoj budoucích technologií ukládání dat.

Kromě toho byly také zaznamenány inovativní přístupy ve vztahu k simulaci skyrmionů. V posledních letech byly vyvinuty různé metody, jak tyto struktury znovu vytvořit pomocí počítačů, což vědcům poskytuje cenný pohled na jejich stabilitu a interakce.

Rozsáhlé studie skyrmionů jsou příkladem fascinujícího vývoje v moderní fyzice. Vzhledem k nedávným úspěchům a slibným výsledkům bude vědecká komunita nadále zkoumat potenciál těchto jedinečných magnetických struktur.