Եռաչափ մագնիսական նանոկառուցվածքների առաջընթացը կարող է վերափոխել ժամանակակից հաշվարկները

Գիտնականները մի քայլ են արել հզոր սարքերի ստեղծման ուղղությամբ, որոնք ամրացնում ենմագնիսական լիցքավորել՝ ստեղծելով նյութի առաջին եռաչափ կրկնօրինակը, որը հայտնի է որպես սպին-սառույց:

Պտտվող սառցե նյութերը չափազանց անսովոր են, քանի որ ունեն այսպես կոչված թերություններ, որոնք իրենց պահում են որպես մագնիսի մի բևեռ:

Այս միաբևեռ մագնիսները, որոնք նաև հայտնի են որպես մագնիսական մոնոպոլներ, բնության մեջ գոյություն չունեն.երբ յուրաքանչյուր մագնիսական նյութ բաժանվում է երկու մասի, այն միշտ նոր մագնիս կստեղծի հյուսիսային և հարավային բևեռներով:

Տասնամյակներ շարունակ գիտնականները շատ հեռուն փնտրում էին բնական ծագման ապացույցներ գտնելու համարմագնիսական մենաշնորհներ՝ բնության հիմնարար ուժերը, այսպես կոչված, ամեն ինչի տեսության մեջ վերջնականապես խմբավորելու հույսով՝ ամբողջ ֆիզիկան մեկ հարկի տակ դնելով:

Այնուամենայնիվ, վերջին տարիներին ֆիզիկոսներին հաջողվել է ստեղծել մագնիսական մոնոպոլի արհեստական ​​տարբերակներ՝ երկչափ սպին-սառցե նյութերի ստեղծման միջոցով:

Մինչ օրս այս կառույցները հաջողությամբ ցուցադրել են մագնիսական մոնոպոլ, սակայն անհնար է ստանալ նույն ֆիզիկան, երբ նյութը սահմանափակված է մեկ հարթության մեջ:Իրոք, սպին-սառցե ցանցի հատուկ եռաչափ երկրաչափությունն է, որն առանցքային է նրա անսովոր ունակության համար՝ ստեղծելու փոքրիկ կառույցներ, որոնք ընդօրինակում են:մագնիսականմենաշնորհներ.

Այսօր Nature Communications-ում հրապարակված նոր հետազոտության մեջ Քարդիֆի համալսարանի գիտնականների ղեկավարած թիմը ստեղծել է սպին-սառցե նյութի առաջին 3D կրկնօրինակը՝ օգտագործելով 3D տպագրության և մշակման բարդ տեսակ:

Թիմն ասում է, որ 3D տպագրության տեխնոլոգիան թույլ է տվել իրենց հարմարեցնել արհեստական ​​սպին-սառույցի երկրաչափությունը, ինչը նշանակում է, որ նրանք կարող են վերահսկել մագնիսական մոնոպոլների ձևավորումը և տեղաշարժը համակարգերում:

Մինի մոնոպոլ մագնիսները 3D-ում մանիպուլյացիայի ենթարկելու հնարավորությունը կարող է բացել մի շարք հավելվածներ, ինչպես ասում են նրանք՝ համակարգչային հզորացված պահոցից մինչև 3D հաշվողական ցանցերի ստեղծում, որոնք ընդօրինակում են մարդու ուղեղի նյարդային կառուցվածքը:

«Ավելի քան 10 տարի գիտնականները ստեղծում և ուսումնասիրում են արհեստական ​​սպին-սառույց երկու չափսերով:Ընդլայնելով նման համակարգերը եռաչափի վրա՝ մենք շատ ավելի ճշգրիտ պատկերացում ենք ստանում սպին-սառույցի մոնոպոլ ֆիզիկայի մասին և կարողանում ենք ուսումնասիրել մակերևույթների ազդեցությունը», - ասում է Քարդիֆի համալսարանի ֆիզիկայի և աստղագիտության դպրոցի առաջատար հեղինակ դոկտոր Սեմ Լադակը:

«Սա առաջին դեպքն է, երբ որևէ մեկը կարողացել է ստեղծել սպին-սառույցի ճշգրիտ 3D կրկնօրինակ՝ ըստ դիզայնի, նանոմաշտաբով»:

Արհեստական ​​սպին-սառույցը ստեղծվել է ժամանակակից 3D նանոմշակման տեխնիկայի միջոցով, որտեղ փոքրիկ նանոլարերը ցցվում էին չորս շերտերի մեջ վանդակավոր կառուցվածքով, որն ինքնին չափում էր մարդու մազի ընդհանուր լայնությունը:

Մանրադիտակի հատուկ տեսակ, որը հայտնի է որպես մագնիսական ուժի մանրադիտակ, որը զգայուն է մագնիսականության նկատմամբ, այնուհետև օգտագործվեց սարքի վրա առկա մագնիսական լիցքերը պատկերացնելու համար՝ թույլ տալով թիմին հետևել միաբևեռ մագնիսների շարժումը 3D կառուցվածքով:

«Մեր աշխատանքը կարևոր է, քանի որ այն ցույց է տալիս, որ նանոմաշտաբով 3D տպագրության տեխնոլոգիաները կարող են օգտագործվել՝ ընդօրինակելու նյութերը, որոնք սովորաբար սինթեզվում են քիմիայի միջոցով», - շարունակեց դոկտոր Լադակը:

«Ի վերջո, այս աշխատանքը կարող է միջոցներ տրամադրել նոր մագնիսական մետանյութեր արտադրելու համար, որտեղ նյութի հատկությունները կարգավորվում են՝ վերահսկելով արհեստական ​​վանդակի 3D երկրաչափությունը:

«Մագնիսական պահեստավորման սարքերը, ինչպիսիք են կոշտ սկավառակի սկավառակը կամ մագնիսական պատահական մուտքի հիշողության սարքերը, մեկ այլ տարածք է, որը կարող է մեծապես ազդել այս առաջընթացի վրա:Քանի որ ներկայիս սարքերն օգտագործում են հասանելի երեք չափսերից միայն երկուսը, սա սահմանափակում է պահվող տեղեկատվության քանակը:Քանի որ մոնոպոլները կարող են շարժվել 3D ցանցի շուրջ՝ օգտագործելով մագնիսական դաշտ, հնարավոր է ստեղծել իրական 3D պահեստավորման սարք՝ հիմնված մագնիսական լիցքի վրա»: