【磁單極子放鬆磁輪生】

明道

【磁單極子放鬆磁輪生】

 

Skyrmions 發現表面上

人工內一種特殊的磁性材料的磁單極的出現已經被德國的物理學家。

這些單極子狀缺陷被認為通過材料時被稱為 skyrmions 的微小磁輪合併。

Skyrmions 可能有潛在的應用在將來的資料存儲技術 — — 和這新的理解，他們的行為可能是開發這種技術的重要的第一步。

"[我們的] 新的研究顯示的基本機理，skyrmions 可能如何摧毀 （和因而也創造了），"說，Christian Pfleiderer 的技術合作大學慕尼克，是參與研究。

"作為額外的獎勵，機制對應拓撲磁單極子 — — 這很酷。該團隊還包括德累斯頓技術大學和科隆大學的研究人員。

Skyrmions 是已知存在中的鈷、 鐵和矽材料的小磁旋渦。

他們第一次發現了在 2009 年通過中子散射研究。它們顯示為運行與外加磁場的方向平行的線樣結構。

磁化的 skyrmion 繞線和 skyrmions 形式六邊形晶格。

雖然實際上並沒有磁場，skyrmions 可以影響方式類似于磁場 — — 這使得一些物理學家他們形容一個人造磁場中電子的運動。

清盤

據說每個 skyrmion 是一個非零"拓撲繞組數量"— — 其中的這種磁性結構包裝單位球面的次數進行計數。

這意味著渦不能輕鬆地撚成正常的磁性狀態。

拓撲繞組可以被認為像一個網球，Pfleiderer 解釋。

"不管如何你有梳它將永遠無法刪除螺紋。

"Skyrmions 是以英國粒子物理學家托尼研究，提出一個想法，作為在 π 介子場凝析油中的拓撲結構建模質子、 中子和較大的原子核的名字命名的。

團隊進行其測量鈷 — — 鐵 — — 矽化合物，這種以前的中子散射實驗已經證明可以包含 skyrmions 散裝。

Pfleiderer 和同事們的一個目的是看看是否表面圖案的 skyrmions 對應于它們在地表的佈局。

研究人員還想要找出究竟是有基本的機制，在 skyrmion 中的拓撲繞組可以被摧毀。

這個團隊使用磁力顯微鏡 （MFM） 映射出的分佈和形狀的樣品，被冷卻到約 10 K 和暴露的表面上 skyrmions 磁場約為 20 山MFM 是類似于原子力顯微鏡，涉及放置一個微小磁化的提示非常接近表面的樣品，在那裡感覺局部磁場。

這就使得科學家可以映射出位置的 skyrmions，平均約 50 毫微米直徑和安排了約 100 nm 分開六角晶格中 （見圖片）。

凝聚成線

Skyrmions 消失在磁場中被減至零和團隊在仔細研究了如何發生這種情況在一個固定的溫度。

Skyrmions 被視為腐朽的凝聚與他們的鄰居到表面上的形式行。

在零磁場作用下，與行創建老虎條紋圖案。

雖然研究者不能看見個別 skyrmions 樣品的體積內，電腦類比表明類似的聚結髮生在表面之下。

"聚結像拉鍊一樣作品，"Pfleiderer 告訴非議。

"在一個很小的地點，本地的磁化強度會歸零。

這一缺陷宣揚沿 skyrmions，從而 '壓縮' 他們在一起"。

根據 Pfleiderer，缺陷拓撲對應的磁單極子 — — 一種假想的粒子與只有一個磁極。

菅直人 Nagaosa 的東京大學，並沒有參與這項研究的人說："的產生和湮沒的 skyrmions 是一個重要的問題，從基本物理和技術應用的觀點"。

Nagaosa 補充說這一發現將在一系列的物理上有重大的影響。

更小、 更高效

Skyrmions 可能成為未來的硬碟技術的基礎。

今天的磁片使用磁疇結構來存儲的資訊 — — 和有基本限制到多麼渺小這種域可以。

然而，團隊認為 skyrmions 有可能成為比常規域小得多。

因此，它們可以用於創建存放裝置與密度要高得多 — — 和更少的功耗 — — 比現有的設備。

團隊是現在的這樣做有系統地找其他類型的材料能夠支援 skyrmions — — Pfleiderer 表明可能是"一個相當普遍的屬性"。

研究人員也正在開發操作 skyrmions 的新方法。

工作發表在科學雜誌.

關於作者

伊恩 · Randall 是設在紐西蘭的科學作家

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fjun%2F10%2Fmonopoles-unwind-magnetic-whorls