Nyligt opdaget magnetisk tilstand kan føre til grønne IT -løsninger

Magnetiske skyrmions er magnetiske hvirvler, der kan føre til nye løsninger, der kombinerer lavt energiforbrug med højhastighedsberegningseffekt og datalagring med høj densitet, revolutionerende informationsteknologi. Et team fra Delft University of Technology, i samarbejde med University of Groningen og Hiroshima University, har opdaget en ny, uventet magnetisk tilstand, som er relateret til disse skyrmions. Resultaterne åbner for nye måder at oprette og manipulere komplekse magnetiske strukturer i lyset af fremtidige it -applikationer.

En magnetisk skyrmion er en kvasipartikel, en magnetisk hvirvel, hvilken, engang oprettet, er meget stabil og kan ikke falde sammen. I øvrigt, skyrmions er små og kan rejse gennem materialer næsten uhindret, meget ligesom tsunamier rejser gennem havene. Disse unikke egenskaber gør skyrmions lovende byggesten til grønne it -applikationer, f.eks. harddiske med høj densitet uden bevægelige dele. Siden deres første opdagelse for næsten 10 år siden, skyrmions har vist sig at være allestedsnærværende. I de seneste år, fysikere har opdaget nye typer af skyhyrninger, samt nye materialeklasser, der er vært for skyrmions. Imidlertid, alle disse systemer viser den samme generiske adfærd, som derfor blev antaget at være universel.

Nu, imidlertid, et internationalt samarbejde mellem eksperimentelle og teoretiske fysikere under ledelse af Delft University of Technology har opdaget en helt ny tilstand, der ikke passer ind i den universelle ordning og kan bruges til at manipulere skyrmions. "Denne tilstand vises under påvirkning af høje magnetfelter og lave temperaturer, "sagde Katia Pappas fra Delft University of Technology." Ingen, inklusive os, havde regnet med at finde den der. "

Forskerne opnåede eksperimentel bekræftelse af denne nye fase ved brug af neutronspredning, magnetisering og AC magnetiske følsomhedsmålinger. Småvinklet neutronspredning, først på Laboratoire Léon Brillouin, Frankrig, og endelig på Oak Ridge National Laboratory, i USA, fremlagt det afgørende bevis. Det afslørede en ændring i den mikroskopiske struktur, når magnetiske spiraler, der er justeret langs et magnetfelt, driver væk fra det, når magnetfeltet stiger. "Dette er uventet, "Pappas sagde." Det er som om en bold, der ligger på jorden, begynder at svæve, når dens masse eller tyngdekraften stiger. "

Den teoretiske forklaring på dette overraskende resultat, leveret af Hiroshima- og Groningen -grupperne, er baseret på de magnetiske spiralers stærke følsomhed over for svage interaktioner af relativistisk oprindelse. Dermed, en lille ændring i balancen mellem relativt svage interaktioner kan have store konsekvenser for disse chirale magnets magnetiske egenskaber.

Fundene, som er blevet offentliggjort i Videnskab fremskridt , åbne nye måder at oprette og manipulere komplekse magnetiske strukturer og bruge disse strukturer til grønne IT -applikationer.