¿Qué pueden hacer los skyrmions por usted? Estos anillos cuánticos fantasmales, hasta ahora vistos solo en condiciones extremas de laboratorio, podrían ser la base de un nuevo tipo de memoria de computadora que nunca pierde el control sobre los datos que almacena.
Ahora, gracias a un equipo de investigación que incluye científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST, * los efectos magnéticos exóticos en forma de anillo han sido sacados de la congelación profunda del físico con un método directo que crea skyrmions magnéticos bajo la habitación ambientalcondiciones. El logro trae skyrmions un paso más cerca para su uso en el almacenamiento de datos del mundo real, así como otras tecnologías magnéticas y electrónicas novedosas.
Si tiene una familiaridad pasajera con la física de partículas, puede esperar que los skyrmions sean partículas; después de todo, se parecen mucho a los fermions, una clase de partículas que incluye protones y neutrones. Pero los skyrmions no son piezas fundamentales de la materia noincluso de yogurt; son efectos que llevan el nombre del físico que los propuso. Hasta hace poco, los skyrmions magnéticos solo se habían visto a temperaturas muy bajas y bajo campos magnéticos potentes.
La fuerza magnética en cada átomo individual en un imán, lo que los físicos llaman sus "momentos magnéticos", todos se alinean de la misma manera, como pequeñas brújulas que apuntan en la misma dirección. Pero bajo condiciones extremas, ciertos materiales magnéticos como MnSi o FeCoSi pueden, en cambio, desarrollar puntos donde los momentos se curvan y tuercen, formando una configuración sinuosa y en forma de anillo. Estos objetos inusuales poseen una elasticidad que los protege de la influencia externa, lo que significa que los datos que almacenan no se corromperánfácilmente, incluso por campos magnéticos dispersos o defectos físicos dentro del material. Como resultado, los skyrmions magnéticos presentan una base prometedora para los sistemas de memoria de información y otros dispositivos nanoelectrónicos.
Un obstáculo en el uso de skyrmions tradicionales fueron las condiciones extremas de laboratorio necesarias para formarlos. Hasta hace poco, los científicos vislumbraban skyrmions magnéticos solo a bajas temperaturas. Mientras que Dustin Gilbert de NIST era un estudiante graduado en el laboratorio de Kai Liu en la Universidad de California, Davis,él y Liu no solo diseñaron un enfoque para hacer los objetos cuánticos, sino que también sus creaciones se mantuvieron estables a temperatura ambiente, sin campo magnético.
Se realizó un viaje a NIST para confirmar la existencia de los skyrmions. Crearlos implica colocar matrices de pequeños discos de cobalto magnetizados encima de una película delgada hecha de cobalto y paladio; el Centro NIST para la Investigación de Neutrones NCNR acababa de desarrollar un estado-reflectómetro de neutrones polarizados de última generación que era muy adecuado para estudiar los resultados de su laboratorio. Trabajando con científicos de NCNR, el equipo usó neutrones para ver a través del disco y detectar los skyrmions debajo. El equipo también capturó imágenes de las configuraciones giratorias en la matriz de discos enCentro NIST de Ciencia y Tecnología a Nanoescala CNST y Laboratorio Lawrence Berkeley.
Según Gilbert, los hallazgos deberían interesar a cualquiera que siga a la espintrónica, un campo que tiene como objetivo utilizar efectos magnéticos como los que exhiben los skyrmions para el almacenamiento y procesamiento de información.
"La idea que se ha discutido es que, por ejemplo, podría simplemente empujar estos paquetes magnéticos estables en un solo archivo por una línea y leer sus datos. La ventaja aquí es que necesitaría mucha menos energía para moverlosque cualquier otro método propuesto para la spintrónica ", dice Gilbert, quien recientemente comenzó una beca posdoctoral en el NCNR." Lo que debemos hacer a continuación es descubrir cómo hacer que se muevan. Pero por ahora, podemos comenzar a explorar cómo podríamosuse skyrmions en tecnología: el patio de recreo está abierto ".
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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