Cercetare revoluționară Skyrmion: o descoperire în stocarea datelor!

Cercetare revoluționară Skyrmion: o descoperire în stocarea datelor!

Cercetătorii de la Universitatea Johannes Gutenberg din Mainz (JGU) au făcut progrese semnificative în studierea proceselor de topire în structurile magnetice bidimensionale. Accentul tău principal este pe Skyrmions, mici structuri de vortex magnetice care oferă un mare potențial pentru stocarea datelor. Rezultatele acestui studiu revoluționar au fost publicate recent în jurnal Nanotehnologia naturii publicat.

Folosind un microscop magneto-optic Kerr, oamenii de știință au putut observa în detaliu procesul de topire al rețelelor Skyrmion. Acest lucru nu se întâmplă ca de obicei printr-o creștere a temperaturii, ci mai degrabă printr-o modificare controlată a câmpului magnetic. Rețeaua se topește în doi pași cruciali: în primul rând, pierde ordinea translatonală, în timp ce skyrmionii rămân încă într-o structură reticulat. Ulterior, are loc o pierdere a orientării, ceea ce duce la dizolvarea completă a rețelei.

Relevanța skyrmionilor

Skyrmionii au fost introduși inițial începând cu 1958 pentru a explica interacțiunea puternică dintre protoni, neutroni și pioni. Fizicianul Tony Skyrme a postulat că aceste particule acționează ca vârtejuri în câmpurile de pioni. Cu toate acestea, în jurul anului 1965 a devenit clar că protonii și neutronii erau alcătuiți din quarci, ceea ce a făcut ca modelul Skyrmion să fie depășit în fizica nucleară. Cu toate acestea, începând cu anii 1980, termenul a fost folosit din nou în fizica stării solide și în fizica particulelor, în special de Edward Witten și așa-numitele modele de pungi pentru hadroni.

Comportamentul skyrmionilor, care se comportă ca particule sau cvasiparticule cu masă finită, este deosebit de interesant. Cercetările actuale arată skyrmioni stabili chiar și la temperatura camerei și evidențiază posibilitatea utilizării acestor structuri în stocarea rapidă a informațiilor. Capacitatea lor de a permite densități mai mari de date, de a oferi acces rapid la citire și scriere și de a fi eficiente din punct de vedere energetic le face deosebit de atractive pentru viitorul tehnologiilor de date.

Abordări și rezultate inovatoare ale cercetării

Cele mai recente rezultate ale cercetării fac parte dintr-un proiect mai amplu sprijinit de ERC Synergy Grant 3D MAGiC și de Inițiativa de cercetare din Rhineland-Palatinate. Prof. Dr. Mathias Kläui, director al zonei de profil TopDyn la JGU, conduce echipa care lucrează intens la topologia și dinamica skyrmionilor. Observațiile lor ar putea nu numai să ne avanseze înțelegerea proceselor de topire, ci ar putea fi și cruciale pentru dezvoltarea viitoarelor tehnologii de stocare a datelor.

În plus, s-au remarcat abordări inovatoare în legătură cu simularea skyrmionilor. În ultimii ani, au fost dezvoltate diferite metode pentru a recrea aceste structuri folosind computere, oferind oamenilor de știință informații valoroase asupra stabilității și interacțiunilor lor.

Studiile extinse ale skyrmionilor sunt un exemplu al evoluțiilor fascinante din fizica modernă. Având în vedere succesele recente și rezultatele promițătoare, comunitatea științifică va continua să exploreze potențialul acestor structuri magnetice unice.