Revolucionārā Skyrmion izpēte: izrāviens datu glabāšanā!

Revolucionārā Skyrmion izpēte: izrāviens datu glabāšanā!

Maincas Johannesa Gūtenberga universitātes (JGU) pētnieki ir guvuši ievērojamus panākumus, pētot kušanas procesus divdimensiju magnētiskajās struktūrās. Jūsu galvenā uzmanība tiek pievērsta Skyrmions, mazas magnētiskās virpuļstruktūras, kas piedāvā lielu datu uzglabāšanas potenciālu. Šī revolucionārā pētījuma rezultāti nesen tika publicēti žurnālā Dabas nanotehnoloģijas publicēts.

Izmantojot magneto-optisko Kerra mikroskopu, zinātnieki varēja detalizēti novērot skyrmion režģu kušanas procesu. Tas nenotiek kā parasti, palielinoties temperatūrai, bet gan ar kontrolētām magnētiskā lauka izmaiņām. Režģis kūst divos svarīgos posmos: pirmkārt, tas zaudē translatonālo kārtību, bet skyrmions joprojām paliek režģa struktūrā. Pēc tam tiek zaudēta orientācija, kas noved pie pilnīgas režģa izzušanas.

Skymionu atbilstība

Skyrmions sākotnēji tika ieviests, sākot ar 1958. gadu, lai izskaidrotu protonu, neitronu un pionu spēcīgo mijiedarbību. Fiziķis Tonijs Skyrms postulēja, ka šīs daļiņas pionu laukos darbojas kā virpuļi. Tomēr aptuveni 1965. gadā kļuva skaidrs, ka protoni un neitroni ir izgatavoti no kvarkiem, padarot skyrmiona modeli novecojušu kodolfizikā. Tomēr no 1980. gadiem šo terminu atkal izmantoja cietvielu fizikā un daļiņu fizikā, jo īpaši Edvards Vitens un tā sauktie hadronu maisiņu modeļi.

Īpaši interesanta ir skyrmionu uzvedība, kas uzvedas kā daļiņas vai kvazdaļiņas ar ierobežotu masu. Pašreizējie pētījumi liecina par stabiliem skyrmions pat istabas temperatūrā un izceļ iespēju izmantot šīs struktūras ātrā informācijas glabāšanā. To spēja nodrošināt lielāku datu blīvumu, nodrošināt ātru lasīšanas un rakstīšanas piekļuvi un būt energoefektīvām padara tos īpaši pievilcīgus datu tehnoloģiju nākotnei.

Inovatīvas pētniecības pieejas un rezultāti

Jaunākie pētījumu rezultāti ir daļa no lielāka projekta, ko atbalsta ERC Synergy Grant 3D MAGiC un Reinzemes-Pfalcas pētniecības iniciatīva. Prof. Dr. Mathias Kläui, JGU TopDyn profila apgabala direktors, vada komandu, kas intensīvi strādā pie skyrmionu topoloģijas un dinamikas. Viņu novērojumi varētu ne tikai veicināt mūsu izpratni par kausēšanas procesiem, bet arī būt ļoti svarīgi nākotnes datu uzglabāšanas tehnoloģiju attīstībai.

Turklāt ir novērotas arī novatoriskas pieejas attiecībā uz skyrmionu simulāciju. Pēdējos gados ir izstrādātas dažādas metodes šo struktūru atjaunošanai, izmantojot datorus, sniedzot zinātniekiem vērtīgu ieskatu to stabilitātē un mijiedarbībā.

Plašie skyrmionu pētījumi ir mūsdienu fizikas aizraujošo sasniegumu piemērs. Ņemot vērā nesenos panākumus un daudzsološos rezultātus, zinātnieku kopiena turpinās pētīt šo unikālo magnētisko struktūru potenciālu.