Zinātnieki ir spēruši soli, lai izveidotu spēcīgas ierīces, kuras izmantomagnētisks Uzlādējiet, izveidojot visu laiku trīsdimensiju materiāla, kas pazīstams kā spin-ledus, trīsdimensiju kopiju.
Spin ledus materiāli ir ārkārtīgi neparasti, jo tiem ir tā sauktie defekti, kas uzvedas kā magnēta vienīgais pols.
Šie viena pola magnēti, kas pazīstami arī kā magnētiskie monopoli, dabā neeksistē; Kad katrs magnētiskais materiāls tiek sagriezts divās daļās, tas vienmēr izveidos jaunu magnētu ar ziemeļu un dienvidu polu.
Gadu desmitiem zinātnieki ir tālu un plaši meklējuši pierādījumus par dabiski sastopamumagnētisks Monopoli, cerot beidzot sagrupēt dabas pamatstendus tā dēvētajā teorijā par visu, visu fiziku liekot zem viena jumta.
Tomēr pēdējos gados fiziķiem ir izdevies izgatavot magnētiskā monopola mākslīgās versijas, izveidojot divdimensiju spin-ledus materiālus.
Līdz šim šīs struktūras ir veiksmīgi parādījušas magnētisko monopolu, taču to pašu fiziku nav iespējams iegūt, ja materiāls ir ierobežots ar vienu plakni. Patiešām, tā ir specifiska spin-ledus režģa trīsdimensiju ģeometrija, kas ir neparasta spējas radīt niecīgas struktūras, kas imitēmagnētisksmonopoli.
Jaunā pētījumā, kas šodien publicēts Nature Communications, Kārdifas universitātes zinātnieku vadītā komanda ir izveidojusi pirmo laiku 3D 3D 3D drukāšanas un apstrādes veidu 3D 3D kopiju.
Komanda saka, ka 3D drukāšanas tehnoloģija ļāva viņiem pielāgot mākslīgā spin-ledus ģeometriju, kas nozīmē, ka viņi var kontrolēt magnētisko monopolu veidošanos un pārvietošanos sistēmās.
Spēja manipulēt ar mini monopola magnētiem 3D formātā varētu atvērt veselu virkni lietojumprogrammu, sākot no uzlabotas datora glabāšanas līdz 3D skaitļošanas tīklu izveidošanai, kas imitē cilvēka smadzeņu neironu struktūru.
“Vairāk nekā 10 gadus zinātnieki divās dimensijās ir izveidojuši un studējuši mākslīgo spin-ledus. Paplašinot šādas sistēmas līdz trīsdimensijām, mēs iegūstam daudz precīzāku spin-ledus monopola fizikas attēlojumu un spējam izpētīt virsmu ietekmi, ”sacīja vadošais autors Dr. Sam Ladak no Kārdifas universitātes Fizikas un astronomijas skolas.
"Šī ir pirmā reize, kad kāds ir spējis izveidot precīzu 3D spin ledus kopiju pēc dizaina, uz nanomēroga."
Mākslīgais spin-ledus tika izveidots, izmantojot vismodernākās 3D nanofabrikācijas metodes, kurās sīki nanodaļi tika sakrauti četros slāņos režģa struktūrā, kas pati par sevi mēra mazāk nekā cilvēka matu platums kopumā.
Pēc tam tika izmantota īpaša veida mikroskopija, kas pazīstama kā magnētiskā spēka mikroskopija, kas ir jutīga pret magnētismu, lai vizualizētu ierīcē esošos magnētiskos lādiņus, ļaujot komandai izsekot viena pola magnētu kustībai pāri 3D struktūrai.
"Mūsu darbs ir svarīgs, jo tas parāda, ka nanoskalu 3D drukas tehnoloģijas var izmantot, lai atdarinātu materiālus, kurus parasti sintezē ķīmijas laikā," turpināja Dr. Ladak.
“Galu galā šis darbs varētu dot līdzekļus jaunu magnētisko metamateriālu ražošanai, kur materiāla īpašības tiek noregulētas, kontrolējot mākslīgā režģa 3D ģeometriju.
“Magnētiskās uzglabāšanas ierīces, piemēram, cietā diska piedziņa vai magnētiskās pieejamās piekļuves atmiņas ierīces, ir vēl viena joma, kuru šis izrāviens varētu masveidā ietekmēt. Tā kā pašreizējās ierīces izmanto tikai divas no trim pieejamajām dimensijām, tas ierobežo to informācijas daudzumu, ko var saglabāt. Tā kā monopolus var pārvietot ap 3D režģi, izmantojot magnētisko lauku, var būt iespējams izveidot īstu 3D atmiņas ierīci, kuras pamatā ir magnētiskais lādiņš. ”
Pasta laiks: 28.-2021. Gada maijs