Suche
Mein Konto
Revolusjonerende Skyrmion Research: Et gjennombrudd innen datalagring!
Forskere ved University of Mainz undersøker skyrmioner og deres smelteprosesser for innovativ datalagring. Resultater i Nature Nanotechnology.
Revolusjonerende Skyrmion Research: Et gjennombrudd innen datalagring!
Forskere ved Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) har gjort betydelige fremskritt i å studere smelteprosesser i todimensjonale magnetiske strukturer. Hovedfokuset ditt er på Skyrmions, små magnetiske virvelstrukturer som gir stort potensial for datalagring. Resultatene av denne banebrytende studien ble nylig publisert i tidsskriftet Natur nanoteknologi publisert.
Ved hjelp av et magneto-optisk Kerr-mikroskop var forskerne i stand til å observere smelteprosessen til skyrmion-gitter i detalj. Dette skjer ikke som vanlig gjennom en temperaturøkning, men snarere gjennom en kontrollert endring i magnetfeltet. Gitteret smelter i to avgjørende trinn: For det første mister det den translatonale rekkefølgen, mens skyrmionene fortsatt forblir i en gitterstruktur. Etterpå er det tap av orientering, noe som fører til fullstendig oppløsning av rutenettet.
Relevansen av skyrmioner
Skyrmioner ble opprinnelig introdusert fra 1958 for å forklare den sterke interaksjonen mellom protoner, nøytroner og pioner. Fysiker Tony Skyrme postulerte at disse partiklene fungerer som virvler i pionfelt. Imidlertid ble det rundt 1965 klart at protoner og nøytroner var laget av kvarker, noe som gjorde skyrmion-modellen foreldet i kjernefysikk. Fra 1980-tallet og utover ble begrepet imidlertid brukt igjen i faststoff-fysikk og partikkelfysikk, spesielt av Edward Witten og de såkalte posemodellene for hadroner.
Oppførselen til skyrmioner, som oppfører seg som partikler eller kvasipartikler med endelig masse, er spesielt interessant. Aktuell forskning viser stabile skyrmioner selv ved romtemperatur og fremhever muligheten for å bruke disse strukturene i rask informasjonslagring. Deres evne til å muliggjøre høyere datatettheter, tilby rask lese- og skrivetilgang og være energieffektive gjør dem spesielt attraktive for fremtidens datateknologier.
Innovative forskningstilnærminger og resultater
De siste forskningsresultatene er en del av et større prosjekt støttet av ERC Synergy Grant 3D MAGiC og Rheinland-Pfalz Research Initiative. Prof. Dr. Mathias Kläui, direktør for TopDyn-profilområdet ved JGU, leder teamet som jobber intensivt med topologien og dynamikken til skyrmions. Observasjonene deres kan ikke bare fremme vår forståelse av smelteprosesser, men også være avgjørende for utviklingen av fremtidige datalagringsteknologier.
I tillegg er det også notert innovative tilnærminger i forhold til simulering av skyrmioner. De siste årene har det blitt utviklet ulike metoder for å gjenskape disse strukturene ved hjelp av datamaskiner, noe som gir forskere verdifull innsikt i deres stabilitet og interaksjoner.
De omfattende studiene av skyrmioner er et eksempel på den fascinerende utviklingen i moderne fysikk. Gitt de siste suksessene og lovende resultatene, vil det vitenskapelige samfunnet fortsette å utforske potensialet til disse unike magnetiske strukturene.