Mokslininkai žengė žingsnį link galingų prietaisų, kurie dirbamagnetinis Įkraukite sukurdami pirmąją trimatę medžiagos, žinomos kaip nugaros ledo, kopija.
Sukimosi ledo medžiagos yra ypač neįprastos, nes jos turi vadinamuosius defektus, kurie elgiasi kaip vienas magneto polis.
Šie vieno polių magnetai, dar vadinami magnetiniais monopoliais, neegzistuoja gamtoje; Kai kiekviena magnetinė medžiaga bus supjaustyta į dvi dalis, ji visada sukurs naują magnetą su šiauriniu ir pietiniu poliu.
Dešimtmečius mokslininkai žvelgė toli ir plačiai, kad gautų natūraliai atsirandančių įrodymųmagnetinis Monopolai tikėdamiesi pagaliau sugrupuoti pagrindines gamtos jėgas į vadinamąją visko teoriją, sudedant visą fiziką po vienu stogu.
Tačiau pastaraisiais metais fizikams pavyko sukurti dirbtines magnetinio monopolio versijas, sukuriant dvimates sukimosi-ledo medžiagas.
Iki šiol šios struktūros sėkmingai parodė magnetinį monopolį, tačiau neįmanoma gauti tos pačios fizikos, kai medžiaga apsiriboja vienu plokštuma. Iš tiesų, būtent specifinė „Spin-Ice“ grotelės trimatė geometrija yra raktasmagnetinismonopolai.
Naujame „Nature Communications“ paskelbtame tyrime komanda, kuriai vadovauja Kardifo universiteto mokslininkai, sukūrė pirmąją visų laikų 3D sukinio ledo medžiagos repliką, naudodama modernų 3D spausdinimo ir apdorojimo tipą.
Komanda sako, kad 3D spausdinimo technologija leido jiems pritaikyti dirbtinio sukinio ledo geometriją, tai reiškia, kad jie gali valdyti magnetinių monopolių formavimo būdą ir juda sistemose.
Galimybė manipuliuoti mini monopolio magnetais 3D gali atverti daugybę programų, kurios, jų teigimu, nuo patobulintos kompiuterio saugojimo iki 3D skaičiavimo tinklų, imituojančių žmogaus smegenų nervinę struktūrą, sukūrimą.
„Daugiau nei 10 metų mokslininkai kuria ir tyrinėjo dirbtinį sukinio ledą dviem dimensijomis. Išplečiant tokias sistemas iki trijų dimensijų, mes gauname daug tikslesnį „Spin-Ice“ monopolio fizikos vaizdą ir galime ištirti paviršių poveikį “,-sakė pagrindinis autorius dr. Sam Ladak iš Kardifo universiteto fizikos ir astronomijos mokyklos.
„Tai yra pirmas kartas, kai kas nors sugebėjo sukurti tikslią 3D sukinio ledo kopiją pagal dizainą, ant nanoskalės.“
Dirbtinis nugaros ledas buvo sukurtas naudojant moderniausius 3D nanofabrikacijos metodus, kai mažos nanovieliai buvo sudedami į keturis sluoksnius gardelės struktūroje, kuri pati išmatuodavo mažiau nei žmogaus plaukų plotį.
Po to buvo naudojama speciali mikroskopijos rūšis, vadinama magnetinės jėgos mikroskopija, jautri magnetizmui, buvo naudojamas vizualizuoti įrenginyje esančius magnetinius krūvius, leidžiančius komandai sekti vieno polinio magnetų judėjimą per 3D struktūrą.
„Mūsų darbas yra svarbus, nes tai rodo, kad„ Nanoscale 3D “spausdinimo technologijos gali būti naudojamos imituojant medžiagas, kurios paprastai sintetinamos chemijos būdu“, - tęsė dr. Ladak.
„Galų gale šis darbas galėtų suteikti priemones naujoms magnetinėms metamaterijoms gaminti, kai medžiagų savybės sureguliuojamos kontroliuojant dirbtinės grotelės 3D geometriją.
„Magnetinių laikymo įtaisai, tokie kaip standžiojo disko įrenginys ar magnetinės atsitiktinės prieigos atminties įtaisai, yra dar viena sritis, kuriai šis proveržis gali smarkiai paveikti. Kadangi dabartiniai įrenginiai naudoja tik du iš trijų turimų matmenų, tai riboja informacijos, kurią galima saugoti, kiekį. Kadangi monopolius galima perkelti aplink 3D grotelę naudojant magnetinį lauką, gali būti įmanoma sukurti tikrą 3D laikymo įtaisą, pagrįstą magnetiniu krūviu. “
Pašto laikas: 2012 m. Gegužės 28 d