Umjetnički prikaz isprepletenih magnetskih polja nebeskog polja.
(Slika: © napredak znanosti / Creative Commons)
Skyrmion se može opisati kao vrtložna kvazi čestica, čvor vijugavih polja polja ili subatomski uragan. Oni su ujedno i jedan od najtežih fizičkih koncepata koje ljudi mogu razumjeti. To je zato što je ove poremećaje nano veličine najlakše opisati matematičkim putem, a unatoč tome što se zna otprilike 60 godina, fizičari su tek nedavno započeli pronalaziti praktične primjene za skyrmions.
Povijest skyrmionsa
Skyrmioni su imenovani po britanskom nuklearnom fizičaru Tonyu Skyrmeu, koji je prvi predložio njihovo postojanje 1961. Njegova ideja bila je modelirati subatomske cjeline poput protona i neutrona pomoću ispletenih zavoja u kvantnom polju koje posjeduju sve čestice, prema Američkom fizičkom društvu, Iako je koncept bio koristan na mnogo načina, poput preciznog predviđanja nekih svojstava osnovnih čestica poput kvarkova i gluona, borio se s drugim aspektima nuklearnog ponašanja.
Ideju je na kraju nadomjestila teorija poznata kao kvantna kromo-dinamika, koja je bila uspješnija u modeliranju subatomskih čestica. No, skyrmions su oživjeli istraživači koji rade na magnetskim poljima, koja se također mogu spojiti u formiranja vrtloga poput vrtloga.
U magnetskom skyrmionu, isprepletene crte magnetskog polja omotavaju se jedna oko druge poput privjesaka za ključeve koji se spajaju u druge privjeske za ključeve, stvarajući oblik razmjera nanometara to je nemoguće razdvojiti bez razbijanja prstenova. U magnetskom polju formacija se može preliti s jednog mjesta na drugo, s skyrmionom stvarajući se iznova s linija na bilo kojem mjestu.
Za što su skyrmions dobri?
Budući da su skyrmioni toliko mali i stabilni, fizičari su zainteresirani za kontrolu ovih entiteta sličnih česticama za upotrebu u futurističkim računalima i elektroničkom pohranjivanju memorije, prema podacima Physics Today, U početku su istraživači mogli inducirati magnetske skyrmions samo u materijalima koji su bili ohlađeni na vrlo hladne temperature, ali oni se sada rutinski proizvode u objektima sobne temperature.
Budući da je potrebno relativno malo energije za održavanje i elektronički pristup podacima pohranjenim u magnetskim skyrmionima, inženjeri misle da bi te čestice mogle napraviti vrlo učinkoviti uređaji za pohranu memorije, Novo polje koje se naziva skyrmionics posvećeno je stvaranju takvih uređaja nove generacije.
Skyrmions bi također mogao objasniti čudan i tajanstven fenomen poznat kao kuglana munja - rijetka užarena kugla koja se može pojaviti za vrijeme grmljavinske oluje i klizača po zraku, daleko nadmašujući više poznate nazubljene munje. 2018. godine tim je predložio da prirodni procesi koji nekako stvaraju vrtložne čvorove koji nastaju u skyrmionima su isti oni koji proizvode kuglične munje.
Drugi su istraživači započeli oživljavati originalne modele Skyrme-a i modificirali ih kako bi bolje objasnili pojmove iz nuklearne fizike, kao što su predviđa ponašanje i oblik jezgara.
Dodatna sredstva:
- Saznajte više o korištenju skyrmions-a u računalnoj tehnologiji, iz područja Engineering and Technology.
- Saznajte više o skyrmionima kao sljedećoj generaciji za pohranu podataka, iz Berkeley Lab.
- Pazi što je Skyrmion? Iz Science News.
