Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Po raz pierwszy udało się bezpośrednio zobrazować skyrmiony, bardzo rzadki rodzaj momentu magnetycznego. Osiągnięcie jest dziełem zespołu z japońskiego Instytutu Zaawansowanej Nauki RIKEN, pracującego pod kierunkiem Yoshinoriego Tokury.

W tradycyjnych ferromagnesach momenty magnetyczne poszczególnych atomów układają się równolegle do siebie, w tym samym kierunku.

Jednak w niektórych magnesach oddziaływanie pomiędzy elektronami powoduje, że powstaje skyrmion czyli podobne do wiru ułożenie momentów magnetycznych. Współczesna fizyka do końca nie wie, czym są skyrmiony. Są one zwykle utożsamiane z barionami lub szerzej z solitonami.

Japończycy wykorzystali elektronowy mikroskop transmisyjny (TEM), który pozwala na obrazowanie struktur magnetycznych w wysokich rozdzielczościach. Dotychczas sądzono, że w ten sposób nie uda się zobrazować skyrmionów, gdyż do ich ujrzenia konieczne jest przyłożenie zewnętrznego pola magnetycznego. A to, jak uważano, zakłóci obraz. Uczeni z RIKEN zauważyli jednak, że zakłócenia nie występują, jeśli zewnętrzne pole zostaje przyłożone prostopadle do soczewek mikroskopu.

Naukowcy zaobserwowali ułożenie skyrmionów, byli też w stanie oglądać pojedynczy skyrmion i stwierdzić, że są one stabilne. To z kolei umożliwi manipulowanie skyrmionami, co może w przyszłości pozwolić na zbudowanie nowego rodzaju pamięci magnetycznych czy urządzeń elektronicznych.

Na razie jednak są to tylko rozważania dotyczące dalekiej przyszłości. Obecnie skrymiony można obserwować w temperaturze około 40 kelwinów (ok. -233 C).

W przyszłości będziemy musieli nie tylko znaleźć materiały, w których skyrmiony są stabilne w temperaturze pokojowej, ale również nauczyć się manipulowania ich ruchem za pomocą zjawisk elektromagnetycznych - stwierdził Tokura.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Straszne zamieszanie z tymi nazwami, ale skyrmion to raczej osobliwość punktowa - typu ładunku - wszystkie strzałki skierowane w punkt w 3D.

Osobliwość z obrazka z physorg jest 2D: typu spinu, jak kwanty pola magnetycznego w nadprzewodnikach ('fluxony' ) - w stylu tornada: na każdej płaszczyźnie prostopadłej do krzywej, robiąc pętlę dookoła osobliwości, pole robi pewną całkowitą/ułamkową ilość 'obrotów':

http://demonstrations.wolfram.com/SeparationOfTopologicalSingularities/

Ogólnie w fizyce tego typu struktury nazywamy solitonami - zlokalizowane, mające pewną energię spoczynkową (masę), którą mogą uwolnić anihilując z odpowiednim antysolitonem.

W matematyce tego typu zachowanie pola nazywamy osobliwością topologiczną i naturalnie na poziomie topologii dostajemy różne prawa zachowania: jak ilość obrotów pola wzdłuż zamkniętej krzywej odpowiada ilości osobliwości wewnątrz (linii pola magnetycznego), ilość pola wychodzącego z zamkniętej powierzchni odpowiada ilość punktowych osobliwości wewnątrz (prawo Gaussa) ...

 

Podobieństw z cząstkami jest znacznie więcej - wracając do skyrmionów, modelują one dobrze pojedyncze cząstki, więc może należy próbować solitonami modelować wszystkie? ... niestety z pewnych socjalnych powodów taka filozofia zlokalizowanych cząstek jest sprzeczna z ogólnie obowiązującym ortodoksyjnym spojrzeniem na mechanikę kwantową, które wręcz zakazuje wyobrażanie sobie jakiejś dynamiki za funkcją falową i kolapsem ... podczas gdy na takich makroskopowych fluxonach w nadprzewodniku już planuje się komputery kwantowe: http://www.rle.mit.edu/media/pr150/44.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jarek, ale Ty na pewno nie trollujesz?  :-\ 

Ja widzę tu 2 nowe męskie imiona: Skimion i Solton.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Chciałem sprostować i się rozpisałem, bo z jednej strony co chwilę jest o solitonach nius, a z drugiej takie 'klasyczne' obiekty topologiczne to jest temat dalej dość egzotyczny ... sory

Artykuł mówi o prostych osobliwościach, a skyrmiony w normalnej nomenklaturze to obiekty dość skomplikowane: http://en.wikipedia.org/wiki/Skyrmion

Share this post


Link to post
Share on other sites

Właśnie dlatego próbowałem dość ogólnie napisać, co to jest. Bo w kilku źródłach pisali dość niekonkretnie, przyznając, że nie bardzo wiadomo, co to ten skyrmion.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Znów nowość kwantowa.I znów "tylko" w mikroskali.A znalazłem ogólne info,że są doniesienia fizyków o obserwacji efektów kwantowych w makroskalach!Chętnie przeczytałbym w dziale technologie właśnie o takich odkryciach.Może świat dzięki nim nie byłby w kółko taki sam.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


×
×
  • Create New...