Գիտնականները քայլ են կատարել հզոր սարքերի ստեղծման ուղղությամբ, որոնք օգտագործում ենմագնիսական լիցք՝ ստեղծելով պտտվող սառույց կոչվող նյութի առաջին եռաչափ կրկնօրինակը։
Սպինային սառցե նյութերը չափազանց անսովոր են, քանի որ դրանք ունեն այսպես կոչված թերություններ, որոնք իրենց պահում են ինչպես մագնիսի միաբևեռը։
Այս միաբևեռ մագնիսները, որոնք հայտնի են նաև որպես մագնիսական մոնոպոլներ, բնության մեջ գոյություն չունեն. երբ յուրաքանչյուր մագնիսական նյութ կտրվում է երկու մասի, միշտ ստեղծվում է նոր մագնիս՝ հյուսիսային և հարավային բևեռներով։
Տասնամյակներ շարունակ գիտնականները ամենուրեք փնտրում էին բնական երևույթների ապացույցներմագնիսական մոնոպոլներ՝ բնության հիմնարար ուժերը վերջապես խմբավորելու այսպես կոչված ամեն ինչի տեսության մեջ՝ ամբողջ ֆիզիկան մեկ տանիքի տակ դնելով։
Սակայն վերջին տարիներին ֆիզիկոսներին հաջողվել է ստեղծել մագնիսական մոնոպոլների արհեստական տարբերակներ՝ երկչափ սպին-սառցե նյութերի ստեղծման միջոցով։
Մինչ օրս այս կառուցվածքները հաջողությամբ ցուցադրել են մագնիսական մոնոպոլ, սակայն նույն ֆիզիկան ստանալ անհնար է, երբ նյութը սահմանափակված է մեկ հարթությամբ։ Իրոք, հենց սպին-սառույց ցանցի յուրահատուկ եռաչափ երկրաչափությունն է, որը գրավականն է նրա անսովոր ունակության՝ ստեղծելու փոքրիկ կառուցվածքներ, որոնք ընդօրինակում ենմագնիսականմոնոպոլներ։
Nature Communications-ում այսօր հրապարակված նոր ուսումնասիրության մեջ Քարդիֆի համալսարանի գիտնականների գլխավորած թիմը ստեղծել է պտտվող սառցե նյութի առաջին եռաչափ կրկնօրինակը՝ օգտագործելով բարդ եռաչափ տպագրության և մշակման տեսակ:
Թիմը նշում է, որ 3D տպագրության տեխնոլոգիան թույլ է տվել իրենց հարմարեցնել արհեստական պտտվող սառույցի երկրաչափությունը, ինչը նշանակում է, որ նրանք կարող են վերահսկել մագնիսական մոնոպոլների ձևավորման և տեղաշարժի եղանակը համակարգերում։
Նրանց խոսքով՝ մինի մոնոպոլ մագնիսները եռաչափ մանիպուլյացիայի ենթարկելու հնարավորությունը կարող է բացել բազմաթիվ կիրառություններ՝ համակարգչային հիշողության բարելավումից մինչև մարդու ուղեղի նեյրոնային կառուցվածքը ընդօրինակող եռաչափ հաշվողական ցանցերի ստեղծում:
«Ավելի քան 10 տարի գիտնականները ստեղծում և ուսումնասիրում են արհեստական սպին-սառույցը երկու չափումներում։ Նման համակարգերը եռաչափ տարածելով՝ մենք ստանում ենք սպին-սառույցի մոնոպոլային ֆիզիկայի շատ ավելի ճշգրիտ ներկայացում և կարողանում ենք ուսումնասիրել մակերեսների ազդեցությունը», - ասաց առաջատար հեղինակ, դոկտոր Սեմ Լադակը Քարդիֆի համալսարանի ֆիզիկայի և աստղագիտության դպրոցից։
«Սա առաջին անգամն է, որ որևէ մեկը կարողացել է ստեղծել պտտվող սառույցի ճշգրիտ եռաչափ կրկնօրինակ՝ նախագծված եղանակով, նանոմասշտաբի վրա»։
Արհեստական պտտվող սառույցը ստեղծվել է ժամանակակից 3D նանոհալարերի կիրառմամբ, որոնց դեպքում փոքրիկ նանոլորանները դասավորվել են չորս շերտերի՝ ցանցային կառուցվածքում, որի ընդհանուր լայնությունը փոքր է մարդու մազի լայնությունից։
Այնուհետև սարքի վրա առկա մագնիսական լիցքերը պատկերացնելու համար օգտագործվել է մագնիսական ուժի մանրադիտակ անվամբ հայտնի մանրադիտակի հատուկ տեսակ, որը զգայուն է մագնիսականության նկատմամբ, ինչը թույլ է տվել թիմին հետևել միաբևեռ մագնիսների շարժմանը եռաչափ կառուցվածքում։
«Մեր աշխատանքը կարևոր է, քանի որ այն ցույց է տալիս, որ նանոմասշտաբի 3D տպագրության տեխնոլոգիաները կարող են օգտագործվել քիմիայի միջոցով սովորաբար սինթեզվող նյութերը ընդօրինակելու համար», - շարունակեց դոկտոր Լադակը։
«Ի վերջո, այս աշխատանքը կարող է միջոց հանդիսանալ նորարարական մագնիսական մետամատերիալներ ստեղծելու համար, որտեղ նյութական հատկությունները կարգավորվում են արհեստական ցանցի եռաչափ երկրաչափությունը կառավարելու միջոցով»։
«Մագնիսական պահեստավորման սարքերը, ինչպիսիք են կոշտ սկավառակը կամ մագնիսական պատահական մուտքի հիշողության սարքերը, մեկ այլ ոլորտ են, որը կարող է մեծապես ազդվել այս առաջընթացից։ Քանի որ ներկայիս սարքերը օգտագործում են առկա երեք չափումներից միայն երկուսը, սա սահմանափակում է պահեստավորվող տեղեկատվության քանակը։ Քանի որ մոնոպոլները կարող են տեղաշարժվել եռաչափ ցանցում մագնիսական դաշտի միջոցով, հնարավոր է ստեղծել իրական եռաչափ պահեստավորման սարք՝ հիմնված մագնիսական լիցքի վրա»։
Հրապարակման ժամանակը. Մայիսի 28-2021