Perwakilan artis mengenai medan magnet saling berkaitan yang saling berkaitan.
(Imej: © Sains Kemajuan / Creative Commons)
Skyrmion dapat digambarkan sebagai partikel kuasi yang berpusing, simpulan garis medan memutar, atau taufan subatom. Mereka juga merupakan salah satu konsep fizik yang paling sukar difahami oleh manusia. Ini kerana gangguan ukuran nano ini paling mudah dijelaskan secara matematik dan, walaupun telah diketahui hampir 60 tahun, ahli fizik baru-baru ini mula menemui aplikasi praktikal untuk skyrmions.
Sejarah langit
Skyrmions dinamakan untuk ahli fizik nuklear Britain, Tony Skyrme, yang pertama kali mencadangkan keberadaannya pada tahun 1961. Ideanya adalah untuk memodelkan entiti subatomik seperti proton dan neutron menggunakan kelainan berbelit-belit di medan kuantum yang dimiliki oleh semua zarah, menurut Persatuan Fizikal Amerika. Walaupun konsep itu berguna dalam banyak cara, seperti memprediksi secara tepat beberapa sifat zarah-zarah asas seperti quark dan gluon, konsep ini bertentangan dengan aspek lain dari tingkah laku nuklear.
Ideanya akhirnya digantikan oleh teori yang dikenali sebagai kuantum kromo-dinamika, yang lebih berjaya dalam memodelkan partikel subatom. Tetapi skyrmions telah dihidupkan kembali oleh para penyelidik yang bekerja di medan magnet, yang juga dapat dipujuk untuk membentuk pusaran seperti pusaran.
Dalam skyrmion magnetik, garis medan magnet yang diikat membungkus satu sama lain seperti gantungan kunci yang menyambung ke gelang kunci yang lain, mewujudkan bentuk skala nanometer yang mustahil dapat dipisahkan tanpa mematahkan cincin. Dalam medan magnet, formasi dapat melayang dari satu tempat ke tempat lain, dengan langit menjadikan dirinya baru dari garisan di mana-mana lokasi tertentu.
Apa kebaikan skyrmions?
Oleh kerana skyrmions sangat kecil dan stabil, ahli fizik berminat untuk mengendalikan entiti seperti zarah ini untuk digunakan dalam komputer futuristik dan penyimpanan memori elektronik, menurut Fizik Hari Ini. Pada mulanya, para penyelidik hanya dapat menyebabkan skyrmion magnetik dalam bahan yang telah didinginkan hingga suhu yang sangat dingin, tetapi sekarang dihasilkan secara rutin pada objek suhu kamar.
Oleh kerana memerlukan sedikit daya untuk mengekalkan dan mengakses data secara elektronik yang tersimpan di langit magnetik, jurutera berpendapat zarah-zarah ini dapat membuat peranti penyimpanan memori yang sangat cekap. Bidang baru yang disebut skyrmionics kini didedikasikan untuk membuat peralatan generasi berikutnya.
Skyrmions juga dapat menjelaskan fenomena pelik dan misteri yang dikenali sebagai kilat bola - bola cahaya yang jarang muncul yang dapat muncul semasa ribut petir dan meluncur di udara, jauh lebih cepat daripada kilat bergerigi yang lebih terkenal. Pada tahun 2018, sebuah pasukan mencadangkan bahawa proses semula jadi yang entah bagaimana membuat simpulan berpusing yang timbul di langit adalah proses yang sama yang menghasilkan kilat bola.
Penyelidik lain mula menghidupkan semula model asal Skyrme dan mengubahnya untuk menerangkan konsep dalam fizik nuklear dengan lebih baik, seperti meramalkan tingkah laku dan bentuk inti.
Sumber tambahan:
- Ketahui lebih lanjut mengenai penggunaan skyrmions dalam teknologi pengkomputeran, dari Kejuruteraan & Teknologi.
- Ketahui lebih lanjut mengenai skyrmions sebagai penyimpanan data generasi seterusnya, dari Berkeley Lab.
- Tonton Apa itu Skyrmion? Dari Berita Sains.
