Suche
Mein Konto
Revolutionær Skyrmion Research: Et gennembrud inden for datalagring!
Forskere ved University of Mainz undersøger skyrmioner og deres smelteprocesser til innovativ datalagring. Resultater i Nature Nanotechnology.
Revolutionær Skyrmion Research: Et gennembrud inden for datalagring!
Forskere ved Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) har gjort betydelige fremskridt med at studere smelteprocesser i todimensionelle magnetiske strukturer. Dit hovedfokus er på Skyrmions, små magnetiske hvirvelstrukturer, der tilbyder et stort potentiale for datalagring. Resultaterne af denne banebrydende undersøgelse blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Natur nanoteknologi offentliggjort.
Ved hjælp af et magneto-optisk Kerr-mikroskop var forskerne i stand til at observere smelteprocessen af skyrmion-gitre i detaljer. Dette sker ikke som normalt gennem en temperaturstigning, men derimod gennem en kontrolleret ændring i magnetfeltet. Gitteret smelter i to afgørende trin: For det første mister det den translatonale orden, mens skyrmionerne stadig forbliver i en gitterstruktur. Bagefter er der et tab af orientering, hvilket fører til den fuldstændige opløsning af gitteret.
Relevansen af skyrmioner
Skyrmioner blev oprindeligt introduceret fra 1958 for at forklare den stærke interaktion mellem protoner, neutroner og pioner. Fysiker Tony Skyrme postulerede, at disse partikler fungerer som hvirvler i pionfelter. Men omkring 1965 blev det klart, at protoner og neutroner var lavet af kvarker, hvilket gjorde skyrmion-modellen forældet i kernefysik. Fra 1980'erne og frem blev udtrykket dog igen brugt i faststoffysik og partikelfysik, især af Edward Witten og de såkaldte posemodeller for hadroner.
Opførselen af skyrmioner, der opfører sig som partikler eller kvasipartikler med endelig masse, er særligt interessant. Aktuel forskning viser stabile skyrmioner selv ved stuetemperatur og fremhæver muligheden for at bruge disse strukturer til hurtig informationslagring. Deres evne til at muliggøre højere datatætheder, tilbyde hurtig læse- og skriveadgang og være energieffektive gør dem særligt attraktive for fremtidens datateknologier.
Innovative forskningstilgange og resultater
De seneste forskningsresultater er en del af et større projekt støttet af ERC Synergy Grant 3D MAGiC og Rheinland-Pfalz Research Initiative. Prof. Dr. Mathias Kläui, direktør for TopDyn-profilområdet på JGU, leder teamet, der arbejder intensivt med skyrmions topologi og dynamik. Deres observationer kunne ikke kun fremme vores forståelse af smelteprocesser, men også være afgørende for udviklingen af fremtidige datalagringsteknologier.
Derudover er der også noteret innovative tilgange i forhold til simulering af skyrmioner. I de senere år er der blevet udviklet forskellige metoder til at genskabe disse strukturer ved hjælp af computere, hvilket giver videnskabsmænd værdifuld indsigt i deres stabilitet og interaktioner.
De omfattende studier af skyrmioner er et eksempel på den fascinerende udvikling i moderne fysik. I betragtning af de seneste succeser og lovende resultater, vil det videnskabelige samfund fortsætte med at udforske potentialet i disse unikke magnetiske strukturer.