Para saintis telah mengambil langkah ke arah penciptaan peranti berkuasa yang memanfaatkanmagnetik mengecas dengan mencipta replika tiga dimensi yang pertama bagi bahan yang dikenali sebagai ais berputar.
Bahan ais putaran adalah sangat luar biasa kerana ia mempunyai apa yang dipanggil kecacatan yang berkelakuan sebagai kutub tunggal magnet.
Magnet kutub tunggal ini, juga dikenali sebagai monopol magnet, tidak wujud dalam alam semula jadi;apabila setiap bahan magnet dipotong menjadi dua ia akan sentiasa mencipta magnet baru dengan kutub utara dan selatan.
Selama beberapa dekad para saintis telah mencari jauh dan luas untuk bukti yang berlaku secara semula jadimagnetik monoples dengan harapan akhirnya mengelompokkan kuasa asas alam ke dalam apa yang dipanggil teori segala-galanya, meletakkan semua fizik di bawah satu bumbung.
Walau bagaimanapun, dalam beberapa tahun kebelakangan ini ahli fizik telah berjaya menghasilkan versi tiruan monopole magnet melalui penciptaan bahan ais putaran dua dimensi.
Sehingga kini struktur ini telah berjaya menunjukkan monopole magnetik, tetapi adalah mustahil untuk mendapatkan fizik yang sama apabila bahan itu terhad kepada satu satah.Sesungguhnya, geometri tiga dimensi khusus bagi kekisi ais putaran yang merupakan kunci kepada keupayaan luar biasanya untuk mencipta struktur kecil yang menyerupaimagnetikmonopol.
Dalam kajian baharu yang diterbitkan hari ini dalam Nature Communications, pasukan yang diketuai oleh saintis di Universiti Cardiff telah mencipta replika 3D pertama bahan ais putaran menggunakan jenis percetakan dan pemprosesan 3D yang canggih.
Pasukan itu berkata teknologi percetakan 3D telah membolehkan mereka menyesuaikan geometri ais putaran buatan, bermakna mereka boleh mengawal cara monopol magnet terbentuk dan bergerak dalam sistem.
Keupayaan untuk memanipulasi magnet monopole mini dalam 3D boleh membuka pelbagai aplikasi yang mereka katakan, daripada storan komputer yang dipertingkatkan kepada penciptaan rangkaian pengkomputeran 3D yang meniru struktur saraf otak manusia.
“Selama lebih 10 tahun saintis telah mencipta dan mengkaji ais putaran buatan dalam dua dimensi.Dengan memperluaskan sistem sedemikian kepada tiga dimensi, kami memperoleh gambaran yang lebih tepat bagi fizik monopole spin-ais dan dapat mengkaji kesan permukaan,” kata pengarang utama Dr. Sam Ladak dari Sekolah Fizik dan Astronomi Universiti Cardiff.
"Ini adalah kali pertama sesiapa sahaja dapat mencipta replika 3D yang tepat bagi ais berputar, mengikut reka bentuk, pada skala nano."
Ais putaran tiruan dicipta menggunakan teknik pembuatan nano 3D yang canggih di mana wayar nano kecil disusun menjadi empat lapisan dalam struktur kekisi, yang dengan sendirinya mengukur kurang daripada lebar rambut manusia secara keseluruhan.
Satu jenis mikroskop khas yang dikenali sebagai mikroskop daya magnet, yang sensitif kepada kemagnetan, kemudiannya digunakan untuk memvisualisasikan cas magnet yang terdapat pada peranti, membolehkan pasukan menjejaki pergerakan magnet kutub tunggal merentasi struktur 3D.
"Kerja kami adalah penting kerana ia menunjukkan bahawa teknologi percetakan 3D skala nano boleh digunakan untuk meniru bahan yang biasanya disintesis melalui kimia," sambung Dr. Ladak.
"Akhirnya, kerja ini boleh menyediakan cara untuk menghasilkan metamaterial magnetik novel, di mana sifat bahan ditala dengan mengawal geometri 3D kekisi tiruan.
“Peranti storan magnetik, seperti pemacu cakera keras atau peranti memori capaian rawak magnetik, adalah satu lagi kawasan yang boleh terjejas secara besar-besaran oleh penemuan ini.Memandangkan peranti semasa hanya menggunakan dua daripada tiga dimensi yang tersedia, ini mengehadkan jumlah maklumat yang boleh disimpan.Memandangkan monopole boleh dialihkan mengelilingi kekisi 3D menggunakan medan magnet, adalah mungkin untuk mencipta peranti storan 3D sebenar berdasarkan cas magnetik.”
Masa siaran: Mei-28-2021