Pesquisa revolucionária do Skyrmion: um avanço no armazenamento de dados!

Pesquisa revolucionária do Skyrmion: um avanço no armazenamento de dados!

Pesquisadores da Universidade Johannes Gutenberg Mainz (JGU) fizeram progressos significativos no estudo de processos de fusão em estruturas magnéticas bidimensionais. Seu foco principal está em Skyrmions, pequenas estruturas de vórtices magnéticos que oferecem grande potencial para armazenamento de dados. Os resultados deste estudo inovador foram publicados recentemente na revista Nanotecnologia da Natureza publicado.

Usando um microscópio magneto-óptico Kerr, os cientistas foram capazes de observar detalhadamente o processo de fusão das redes skyrmion. Isto não ocorre normalmente através de um aumento de temperatura, mas sim através de uma mudança controlada no campo magnético. A rede derrete em duas etapas cruciais: primeiro, ela perde a ordem translatonal, enquanto os skyrmions ainda permanecem em uma estrutura de rede. Posteriormente, ocorre uma perda de orientação, o que leva à completa dissolução da grade.

A relevância dos skyrmions

Skyrmions foram originalmente introduzidos a partir de 1958 para explicar a forte interação entre prótons, nêutrons e píons. O físico Tony Skyrme postulou que essas partículas agem como vórtices em campos de píons. No entanto, por volta de 1965, tornou-se claro que os prótons e os nêutrons eram feitos de quarks, tornando o modelo skyrmion obsoleto na física nuclear. A partir da década de 1980, entretanto, o termo foi usado novamente na física do estado sólido e na física de partículas, em particular por Edward Witten e os chamados modelos de bolsas para hádrons.

O comportamento dos skyrmions, que se comportam como partículas ou quasipartículas de massa finita, é particularmente interessante. A pesquisa atual mostra skyrmions estáveis ​​mesmo em temperatura ambiente e destaca a possibilidade de utilização dessas estruturas no armazenamento rápido de informações. A sua capacidade de permitir densidades de dados mais elevadas, oferecer acesso rápido de leitura e escrita e ser energeticamente eficientes torna-os particularmente atraentes para o futuro das tecnologias de dados.

Abordagens e resultados de pesquisa inovadores

Os resultados da investigação mais recentes fazem parte de um projeto maior apoiado pelo ERC Synergy Grant 3D MAGiC e pela Iniciativa de Investigação da Renânia-Palatinado. Mathias Kläui, diretor da área de perfil TopDyn da JGU, lidera a equipe que trabalha intensamente na topologia e dinâmica de skyrmions. As suas observações poderão não só avançar a nossa compreensão dos processos de fusão, mas também ser cruciais para o desenvolvimento de futuras tecnologias de armazenamento de dados.

Além disso, também foram notadas abordagens inovadoras em relação à simulação de skyrmions. Nos últimos anos, vários métodos foram desenvolvidos para recriar estas estruturas usando computadores, dando aos cientistas informações valiosas sobre a sua estabilidade e interações.

Os extensos estudos dos skyrmions são um exemplo dos fascinantes desenvolvimentos da física moderna. Dados os recentes sucessos e resultados promissores, a comunidade científica continuará a explorar o potencial destas estruturas magnéticas únicas.