Suche
Mein Konto
Forradalmi Skyrmion-kutatás: áttörés az adattárolásban!
A Mainzi Egyetem kutatói a skyrmionokat és azok olvasztási folyamatait vizsgálják innovatív adattárolás céljából. Eredmények a természet nanotechnológiájában.
Forradalmi Skyrmion-kutatás: áttörés az adattárolásban!
A mainzi Johannes Gutenberg Egyetem (JGU) kutatói jelentős előrelépést értek el a kétdimenziós mágneses szerkezetek olvadási folyamatainak tanulmányozásában. A fő hangsúly azon van Skyrmions, kisméretű mágneses örvényszerkezetek, amelyek nagy lehetőséget kínálnak az adattárolásra. Ennek az úttörő tanulmánynak az eredményei a közelmúltban jelentek meg a folyóiratban Természet Nanotechnológia közzétett.
Egy magneto-optikai Kerr mikroszkóp segítségével a tudósok részletesen megfigyelhették a skyrmion rácsok olvadási folyamatát. Ez a szokásos módon nem a hőmérséklet emelkedésével, hanem a mágneses tér szabályozott változásával történik. A rács két döntő lépésben olvad meg: Először is, elveszíti a transzlatonális sorrendet, miközben a skyrmionok továbbra is rácsszerkezetben maradnak. Ezt követően a tájékozódás elvesztése következik be, ami a rács teljes felbomlásához vezet.
A skyrmionok jelentősége
A Skyrmionokat eredetileg 1958-ban vezették be, hogy megmagyarázzák a protonok, neutronok és pionok közötti erős kölcsönhatást. Tony Skyrme fizikus feltételezte, hogy ezek a részecskék örvényként működnek a pionmezőkben. Körülbelül 1965-re azonban világossá vált, hogy a protonok és a neutronok kvarkokból állnak, így a skyrmion modell elavult a magfizikában. Az 1980-as évektől azonban a kifejezést újra használták a szilárdtestfizikában és a részecskefizikában, különösen Edward Witten és a hadronok úgynevezett zsákmodelljei.
Különösen érdekes a skyrmionok viselkedése, amelyek véges tömegű részecskékként vagy kvázirészecskéként viselkednek. A jelenlegi kutatások még szobahőmérsékleten is stabil skyrmionokat mutatnak, és rávilágítanak ezeknek a struktúráknak a gyors információtárolásban való felhasználásának lehetőségére. Az a képességük, hogy nagyobb adatsűrűséget tesznek lehetővé, gyors olvasási és írási hozzáférést biztosítanak, valamint energiahatékonyak, különösen vonzóvá teszik őket az adattechnológiák jövője szempontjából.
Innovatív kutatási megközelítések és eredmények
A legújabb kutatási eredmények az ERC Synergy Grant 3D MAGiC és a Rajna-vidék-Pfalz Kutatási Kezdeményezés által támogatott nagyobb projekt részei. Prof. Dr. Mathias Kläui, a JGU TopDyn profilterületének igazgatója vezeti azt a csapatot, amely intenzíven dolgozik a skyrmionok topológiáján és dinamikáján. Megfigyeléseik nemcsak az olvadási folyamatok megértését segíthetik elő, hanem a jövőbeli adattárolási technológiák fejlesztése szempontjából is kulcsfontosságúak lehetnek.
Emellett innovatív megközelítéseket is megfigyeltek a skyrmionok szimulációjával kapcsolatban. Az elmúlt években különféle módszereket fejlesztettek ki e struktúrák számítógépes újraalkotására, így a tudósok értékes betekintést nyerhetnek stabilitásukba és kölcsönhatásaikba.
A skyrmionok kiterjedt tanulmányozása a modern fizika lenyűgöző fejlődésének példája. Tekintettel a közelmúltban elért sikerekre és ígéretes eredményekre, a tudományos közösség folytatni fogja ezekben az egyedülálló mágneses struktúrákban rejlő lehetőségek feltárását.