Ix-xjentisti ħadu pass lejn il-ħolqien ta ’apparati qawwija li jisfruttawmanjetiku Iċċarġja billi toħloq l-ewwel replika tridimensjonali ta 'materjal magħruf bħala spin-ice.
Il-materjali tas-silġ spin huma estremament mhux tas-soltu peress li għandhom l-hekk imsejħa difetti li jġibu ruħhom bħala l-arblu wieħed ta 'kalamita.
Dawn il-kalamiti tal-arblu wieħed, magħrufa wkoll bħala monopoles manjetiċi, ma jeżistux fin-natura; Meta kull materjal manjetiku jinqata 'f'żewġ, dejjem se joħloq kalamita ġdida b'pol tat-tramuntana u tan-nofsinhar.
Għal għexieren ta ’snin ix-xjenzati ilhom iħarsu’ l bogħod u wiesa ’għal evidenza ta’ naturalment li sseħħmanjetiku Monopoles bit-tama li finalment tiġbor il-forzi fundamentali tan-natura fl-hekk imsejħa teorija ta 'kollox, li tpoġġi l-fiżika kollha taħt saqaf wieħed.
Madankollu, f'dawn l-aħħar snin il-fiżiċi rnexxielhom jipproduċu verżjonijiet artifiċjali ta 'monopole manjetiku permezz tal-ħolqien ta' materjali b'żewġ dimensjonijiet ta 'l-ispin-silġ.
Sal-lum dawn l-istrutturi wrew b'suċċess monopole manjetiku, iżda huwa impossibbli li tinkiseb l-istess fiżika meta l-materjal ikun limitat għal pjan wieħed. Tassew, hija l-ġeometrija tridimensjonali speċifika tal-kannizzata spin-ice li hija ċ-ċavetta għall-abbiltà mhux tas-soltu tagħha li toħloq strutturi ċkejkna li jimitawmanjetikumonopoles.
Fi studju ġdid ippubblikat illum fin-Nature Communications, tim immexxi minn xjenzati fl-Università ta ’Cardiff ħoloq l-ewwel replika 3D ta’ materjal spin-ice bl-użu ta ’tip sofistikat ta’ stampar u proċessar 3D.
It-tim jgħid li t-teknoloġija tal-istampar 3D ippermettilhom li jfasslu l-ġeometrija tal-ispin-silġ artifiċjali, li jfisser li jistgħu jikkontrollaw il-mod kif il-monopoles manjetiċi huma ffurmati u mċaqalqa fis-sistemi.
Li jkunu kapaċi jimmanipulaw il-kalamiti tal-mini monopole fl-3D jista 'jiftaħ numru sħiħ ta' applikazzjonijiet li jgħidu, minn ħażna tal-kompjuter imsaħħa sal-ħolqien ta 'netwerks tal-komputazzjoni 3D li jimitaw l-istruttura newrali tal-moħħ tal-bniedem.
"Għal aktar minn 10 snin ix-xjenzati ilhom joħolqu u jistudjaw is-silġ artifiċjali f'żewġ dimensjonijiet. Billi nestendu dawn is-sistemi għal tliet dimensjonijiet niksbu rappreżentazzjoni ferm iktar preċiża tal-fiżika tal-monopole spin-ice u nistgħu nistudjaw l-impatt tal-uċuħ, ”qal l-awtur ewlieni Dr Sam Ladak mill-Iskola tal-Fiżika u l-Astronomija tal-Università ta 'Cardiff.
"Din hija l-ewwel darba li kulħadd kien kapaċi joħloq replika 3D eżatta ta 'spin-ice, skont id-disinn, fuq in-nanoskala."
L-ispin-silġ artifiċjali nħoloq bl-użu ta 'tekniki ta' nanofabrikazzjoni 3D state-of-the-art li fihom nanowires ċkejkna kienu stivati f'erba 'saffi fi struttura ta' kannizzata, li nnifisha kejlu inqas mill-wisa 'tax-xagħar uman b'mod ġenerali.
Tip speċjali ta 'mikroskopija magħrufa bħala mikroskopija tal-forza manjetika, li hija sensittiva għall-manjetiżmu, imbagħad ġiet użata biex tara l-ħlasijiet manjetiċi preżenti fuq l-apparat, li tippermetti lit-tim jittraċċja l-moviment tal-kalamiti tal-arblu wieħed fl-istruttura 3D.
"Ix-xogħol tagħna huwa importanti peress li juri li t-teknoloġiji tal-istampar 3D nanoskala jistgħu jintużaw biex jimitaw materjali li ġeneralment jiġu sintetizzati permezz tal-kimika," kompla Dr Ladak.
"Fl-aħħar mill-aħħar, dan ix-xogħol jista 'jipprovdi mezz biex jipproduċi metamaterjali manjetiċi ġodda, fejn il-proprjetajiet materjali huma sintonizzati billi tikkontrolla l-ġeometrija 3D ta' kannizzata artifiċjali.
"Apparat ta 'ħażna manjetika, bħal hard disk drive jew apparat manjetiku ta' aċċess bl-addoċċ, huwa qasam ieħor li jista 'jintlaqat bil-kbir minn dan l-avvanz. Peress li l-apparati kurrenti jużaw tnejn biss mit-tliet dimensjonijiet disponibbli, dan jillimita l-ammont ta 'informazzjoni li tista' tinħażen. Peress li l-monopoles jistgħu jiġu mċaqalqa madwar il-kannizzata 3D bl-użu ta 'kamp manjetiku jista' jkun possibbli li jinħoloq apparat ta 'ħażna 3D veru bbażat fuq ħlas manjetiku. "
POST TIME: Mejju-28-2021