Revoliucinis Skyrmion tyrimas: proveržis duomenų saugojimo srityje!

Revoliucinis Skyrmion tyrimas: proveržis duomenų saugojimo srityje!

Mainco Johanneso Gutenbergo universiteto (JGU) mokslininkai padarė didelę pažangą tirdami lydymosi procesus dvimatėse magnetinėse struktūrose. Jūsų pagrindinis dėmesys skiriamas Skyrmions, mažos magnetinės sūkurinės struktūros, siūlančios didelį duomenų saugojimo potencialą. Šio novatoriško tyrimo rezultatai neseniai buvo paskelbti žurnale Gamtos nanotechnologijos paskelbta.

Naudodami magneto-optinį Kerr mikroskopą, mokslininkai galėjo išsamiai stebėti skyrmiono gardelių lydymosi procesą. Tai įvyksta ne kaip įprasta dėl temperatūros padidėjimo, o dėl kontroliuojamo magnetinio lauko pasikeitimo. Grotelės ištirpsta dviem svarbiais etapais: Pirma, ji praranda transliacijos tvarką, o skyrmionai vis tiek lieka grotelių struktūroje. Po to prarandama orientacija, dėl kurios tinklelis visiškai ištirpsta.

Skyrimionų aktualumas

Skyrmionai iš pradžių buvo pristatyti 1958 m., siekiant paaiškinti stiprią protonų, neutronų ir pionų sąveiką. Fizikas Tony Skyrme teigė, kad šios dalelės pionų laukuose veikia kaip sūkuriai. Tačiau maždaug 1965 m. tapo aišku, kad protonai ir neutronai buvo sudaryti iš kvarkų, todėl skyrmiono modelis branduolinėje fizikoje paseno. Tačiau nuo devintojo dešimtmečio šis terminas vėl buvo naudojamas kietojo kūno fizikoje ir dalelių fizikoje, ypač Edwardo Witteno ir vadinamųjų hadronų maišelių modeliuose.

Ypač įdomus yra skyrmionų, kurie elgiasi kaip dalelės arba kvazidalelės, kurių masė yra baigtinė, elgesys. Dabartiniai tyrimai rodo stabilius skyrmius net kambario temperatūroje ir pabrėžia galimybę naudoti šias struktūras greitam informacijos saugojimui. Jų gebėjimas užtikrinti didesnį duomenų tankį, greitą skaitymo ir rašymo prieigą ir efektyviai naudoti energiją daro juos ypač patrauklius duomenų technologijų ateičiai.

Inovatyvūs tyrimo metodai ir rezultatai

Naujausi tyrimų rezultatai yra didesnio projekto, remiamo ERC Synergy Grant 3D MAGiC ir Reino krašto-Pfalco tyrimų iniciatyvos, dalis. Prof. Dr. Mathias Kläui, JGU TopDyn profilių srities direktorius, vadovauja komandai, kuri intensyviai dirba su skyrmionų topologija ir dinamika. Jų stebėjimai galėtų ne tik pagerinti mūsų supratimą apie lydymosi procesus, bet ir būti labai svarbūs kuriant būsimas duomenų saugojimo technologijas.

Be to, buvo pastebėti naujoviški metodai, susiję su skyrmionų modeliavimu. Pastaraisiais metais buvo sukurti įvairūs metodai šioms struktūroms atkurti naudojant kompiuterius, suteikiant mokslininkams vertingos informacijos apie jų stabilumą ir sąveiką.

Išsamūs skyrmionų tyrimai yra patrauklių šiuolaikinės fizikos pokyčių pavyzdys. Atsižvelgdama į pastarojo meto sėkmę ir daug žadančius rezultatus, mokslo bendruomenė ir toliau tirs šių unikalių magnetinių struktūrų potencialą.