Umelecká reprezentácia vzájomne prepojených magnetických polí skyrmionu.
(Obrázok: © Science Advances / Creative Commons)
Skyrmion sa dá opísať ako vírivý kvázi častica, uzol krútiacich sa línií poľa alebo subatomický hurikán. Sú tiež jedným z najťažších fyzikálnych konceptov, ktorým ľudia rozumejú. Je to preto, že tieto poruchy nano-rozmerov sa najľahšie dajú opísať matematicky a napriek tomu, že o nich vedia už takmer 60 rokov, fyzici len nedávno začali hľadať praktické aplikácie pre skyrmiony.
História skyrmionov
Skyrmions sú pomenované pre britského nukleárneho fyzika Tonyho Skyrmeho, ktorý prvýkrát navrhol ich existenciu v roku 1961. Jeho nápadom bolo modelovať subatomárne entity ako protóny a neutróny pomocou spletených zvratov v kvantovom poli, ktoré majú všetky častice, podľa Americkej fyzickej spoločnosti, Aj keď bol tento koncept užitočný v mnohých ohľadoch, napríklad pri presnom predpovedaní niektorých vlastností základných častíc, ako sú kvarky a gluóny, zápasil s inými aspektmi jadrového správania.
Myšlienka bola nakoniec nahradená teóriou známou ako kvantová chromodynamika, ktorá bola úspešnejšia pri modelovaní subatomárnych častíc. Vedci, ktorí pracujú na magnetických poliach, však oživili skyrmióny, ktoré sa môžu tiež premieňať na vírovité vírenie.
V magnetickom skyrmióne sa zviazané čiary magnetického poľa ovinujú okolo seba ako krúžky na kľúče zaháknuté do ostatných krúžkov na kľúče, vytvorenie tvaru v nanometri to nie je možné rozobrať bez zlomenia krúžkov. V magnetickom poli sa formácia môže unášať z jedného miesta na druhé pomocou skyrmionu čím sa znova stáva z liniek na danom mieste.
Na čo sú skyrmióny dobré?
Pretože skyrmióny sú také malé a stabilné, fyzici majú záujem kontrolovať tieto častice podobné entity pre použitie vo futuristických počítačoch a elektronickom ukladaní pamäte, podľa Physics Today, Vedci mohli spočiatku indukovať magnetické skyrmióny iba v materiáloch, ktoré boli ochladené na veľmi nízke teploty, ale teraz sa bežne vyrábajú v objektoch izbovej teploty.
Pretože udržiavanie a elektronický prístup k údajom uloženým v magnetických skyrmionoch vyžaduje pomerne malú silu, inžinieri sa domnievajú, že tieto častice by mohli priniesť veľmi efektívne zariadenia na ukladanie pamäte, Vznikajúce pole s názvom skyrmionika sa teraz venuje výrobe takýchto prístrojov novej generácie.
Skyrmions môže tiež vysvetliť zvláštny a tajomný jav známy ako guľový blesk - vzácna žiariaca guľa, ktorá sa môže objaviť počas búrky a chveje sa vzduchom, ďaleko prežívajúca známejší zubatý blesk. V roku 2018 tím navrhol, aby prírodné procesy, ktoré nejakým spôsobom vytvárajú vírivé uzly, ktoré vznikajú v skyrmionoch, boli rovnaké ako tie, ktoré produkujú guľové blesky.
Iní vedci začali oživovať pôvodné modely spoločnosti Skyrme a upravili ich tak, aby lepšie vysvetlili pojmy v jadrovej fyzike, napríklad predpovedanie správania a tvaru jadier.
Dodatočné zdroje:
- Prečítajte si viac informácií o používaní skyrmiónov vo výpočtovej technike od spoločnosti Engineering & Technology.
- Získajte viac informácií o skyrmionoch ako ďalšej generácii ukladania údajov od spoločnosti Berkeley Lab.
- Sledujte, čo je Skyrmion? Z vedeckých správ.
