Oamenii de știință au făcut un pas către crearea de dispozitive puternice care valorificămagnetic Încărcare prin crearea primei replici tridimensionale a unui material cunoscut sub numele de gheață spin.
Materialele de gheață rotative sunt extrem de neobișnuite, deoarece posedă așa-numitele defecte care se comportă ca unic pol al unui magnet.
Acești magneți cu pol unic, cunoscuți și sub denumirea de monopole magnetice, nu există în natură; Când fiecare material magnetic este tăiat în două, va crea întotdeauna un nou magnet cu un pol nord și sud.
De zeci de ani, oamenii de știință au căutat departe pentru a se întâmpla în mod naturalmagnetic Monopole în speranța de a grupa în sfârșit forțele fundamentale ale naturii într-o așa-numită teorie a tuturor, punând toată fizica sub un singur acoperiș.
Cu toate acestea, în ultimii ani, fizicienii au reușit să producă versiuni artificiale ale unui monopol magnetic prin crearea de materiale bidimensionale spin-gheață.
Până în prezent, aceste structuri au demonstrat cu succes un monopol magnetic, dar este imposibil să se obțină aceeași fizică atunci când materialul este limitat la un singur plan. Într-adevăr, geometria tridimensională specifică a rețelei de gheață este esențială pentru capacitatea sa neobișnuită de a crea structuri minuscule care imitămagneticmonopole.
Într-un nou studiu publicat astăzi în Nature Communications, o echipă condusă de oamenii de știință de la Universitatea Cardiff a creat prima replică 3D a unui material spin-gheață folosind un tip sofisticat de imprimare și procesare 3D.
Echipa spune că tehnologia de imprimare 3D le-a permis să adapteze geometria ghioceiului de spin artificial, ceea ce înseamnă că pot controla modul în care se formează monopole magnetice și se deplasează în sisteme.
A fi capabil să manipuleze mini -magneții monopole în 3D ar putea deschide o serie întreagă de aplicații pe care le spun, de la stocarea îmbunătățită a computerului până la crearea de rețele de calcul 3D care imită structura neuronală a creierului uman.
„De peste 10 ani, oamenii de știință creează și studiază rotația artificială în două dimensiuni. Prin extinderea unor astfel de sisteme la trei dimensiuni, obținem o reprezentare mult mai exactă a fizicii monopolei spin-gheață și suntem capabili să studiem impactul suprafețelor ”, a declarat autorul principal, Dr. Sam Ladak, de la Școala de Fizică și Astronomie a Universității Cardiff.
„Este prima dată când oricine a reușit să creeze o replică 3D exactă a unei ghiocei spin, prin design, pe nano-scală.”
Spin-ICE artificială a fost creată folosind tehnici de nanofabricare 3D de ultimă generație în care nanofirele minuscule au fost stivuite în patru straturi într-o structură de zăbrele, care în sine a măsurat mai puțin decât lățimea părului uman în general.
Un tip special de microscopie cunoscută sub numele de microscopie cu forță magnetică, care este sensibilă la magnetism, a fost apoi utilizată pentru a vizualiza sarcinile magnetice prezente pe dispozitiv, permițând echipei să urmărească mișcarea magneților cu o singură polă pe structura 3D.
„Munca noastră este importantă, deoarece arată că tehnologiile de imprimare 3D la nano -scală pot fi utilizate pentru a imita materialele care sunt de obicei sintetizate prin chimie”, a continuat dr. Ladak.
„În cele din urmă, această lucrare ar putea oferi un mijloc de a produce metamateriale magnetice noi, unde proprietățile materialului sunt reglate prin controlul geometriei 3D a unei zăbrele artificiale.
„Dispozitivele de depozitare magnetică, cum ar fi o unitate de hard disk sau dispozitive de memorie cu acces aleatoriu magnetic, este o altă zonă care ar putea fi afectată masiv de această descoperire. Deoarece dispozitivele curente folosesc doar două din cele trei dimensiuni disponibile, aceasta limitează cantitatea de informații care pot fi stocate. Deoarece monopolele pot fi mutate în jurul zăbrelei 3D folosind un câmp magnetic, poate fi posibilă crearea unui adevărat dispozitiv de stocare 3D bazat pe încărcare magnetică. "
Timpul post: 28-2021 mai