Bir sanatçının skyrmion'un birbirine geçen manyetik alanlarını temsil etmesi.
(Resim: © Science Advances / Creative Commons)
Bir skyrmion dönen bir yarı-parçacık, bir büküm alan çizgisi düğümü veya atom altı bir kasırga olarak tanımlanabilir. Aynı zamanda insanların anlaması en zor fizik kavramlarından biridir. Bunun nedeni, bu nano boyutlu rahatsızlıkları matematiksel olarak tanımlamanın en kolay yolu ve yaklaşık 60 yıldır bilinmesine rağmen, fizikçiler henüz son zamanlarda skyrmions için pratik uygulamalar bulmaya başladı.
Skyrmions Tarihi
Skyrmions, 1961'de ilk kez varlıklarını öneren İngiliz nükleer fizikçi Tony Skyrme için seçildi. Onun fikri, tüm parçacıkların sahip olduğu kuantum alanında kıvrımlı kıvrımlar kullanarak protonlar ve nötronlar gibi atom altı varlıkları modellemekti, Amerikan Fizik Derneği'ne göre. Kavram, kuarklar ve gluonlar gibi temel parçacıkların bazı özelliklerini doğru bir şekilde tahmin etmek gibi birçok açıdan yararlı olsa da, nükleer davranışın diğer yönleriyle mücadele etti.
Fikir nihayetinde atom altı parçacıkların modellenmesinde daha başarılı olan kuantum kromo-dinamiği olarak bilinen bir teoriyi geride bıraktı. Ancak skyrmions, manyetik alanlar üzerinde çalışan ve girdap benzeri girdaplar oluşturmaya eşgüdümlü araştırmacılar tarafından yeniden canlandırıldı.
Manyetik bir gökyüzünde, düğümlü manyetik alan çizgileri, diğer anahtar halkalarına takılan anahtarlıklar gibi birbirlerini sarar, nanometre ölçeğinde şekil oluşturma bu halkaları kırmadan ayrılmak imkansızdır. Manyetik bir alanda, oluşum skyrmion ile bir noktadan diğerine kayabilir kendini yeniden yapmak herhangi bir konumdaki satırlardan.
Skyrmions ne işe yarar?
Skyrmions çok küçük ve kararlı olduğundan, fizikçiler bu parçacık benzeri varlıkları fütüristik bilgisayarlarda ve elektronik bellek depolamada kullanmak için kontrol etmekle ilgileniyorlar, Bugün Fizik göre. Başlangıçta, araştırmacılar sadece çok soğuk sıcaklıklara soğutulmuş malzemelerdeki manyetik skyrmionları indükleyebilirler, ancak şimdi rutin olarak oda sıcaklığı nesnelerinde üretiliyorlar.
Manyetik skyrmions'da saklanan verileri korumak ve elektronik olarak erişmek nispeten az güç gerektirdiğinden, mühendisler bu parçacıkların çok verimli bellek depolama aygıtları. Skyrmionics adı verilen yeni bir alan şimdi bu tür yeni nesil cihazları yaratmaya adanmıştır.
Skyrmions ayrıca şu şekilde bilinen garip ve gizemli bir fenomeni açıklayabilir: top Yıldırım - daha iyi bilinen pürüzlü yıldırımdan çok daha fazla, gök gürültülü fırtınalar ve havadaki süpürgelikler sırasında ortaya çıkabilecek nadir bir parlayan küre. 2018'de bir ekip, skyrmions'da ortaya çıkan dönen düğümleri bir şekilde yaratan doğal süreçlerin top yıldırım üreten aynı olduğunu önerdi.
Diğer araştırmacılar Skyrme'nin orijinal modellerini canlandırmaya başladılar ve nükleer fizikteki kavramları daha iyi açıklayacak şekilde değiştirdiler. çekirdeğin davranışını ve şeklini tahmin etme.
Ek kaynaklar:
- Mühendislik teknolojisinde skyrmions'ın bilgisayar teknolojisinde kullanımı hakkında daha fazla bilgi edinin.
- Berkeley Lab'ın yeni nesil veri depolama alanı olarak skyrmions hakkında daha fazla bilgi edinin.
- Skyrmion Nedir? Bilim Haberlerinden.
