Estos objetos, que se conocen como "bobinas magnéticas quirales", son estructuras magnéticas tridimensionales que aparecen cerca de las superficies de ciertas aleaciones.
"Durante mucho tiempo, el objeto único para la investigación en el campo de los imanes quirales fue el skyrmion magnético. Ahora proporcionamos un nuevo objeto para la investigación de los investigadores, un bobber quiral, que se caracteriza por una serie de propiedades únicas", dice el Dr. Nikolai Kiselev del Instituto Peter Grünberg PGI-1 de Jülich. Hace tres años, junto con el Director del instituto, Prof. Stefan Blügel y otros colaboradores, predijeron la existencia de esta nueva clase de estructuras magnéticas en teoría. Ahora,Los investigadores del Centro Ernst Ruska de Microscopía y Espectroscopía con Electrones Director Prof. Rafal E. Dunin-Borkowski y sus colegas han logrado demostrar la existencia de bobinas quirales en un material real experimentalmente.
La estabilidad de las estructuras magnéticas como los skyrmions está relacionada con una propiedad del material conocida como quiralidad. Del mismo modo que una mano derecha no se puede convertir en una mano izquierda por razones de simetría, las estructuras magnéticas para diestros y zurdos no pueden serconvertidos el uno en el otro. Además, tanto los skyrmions como los bobbers quirales recientemente descubiertos son muy pequeños, con diámetros de típicamente solo unas pocas decenas de nanómetros. Por lo tanto, en principio se pueden usar para empacar datos muy densamente en un chip de memoria., su pequeño tamaño hace que su observación sea muy desafiante. "La visualización de la textura magnética a una escala tan pequeña requiere técnicas especiales de última generación que solo son accesibles en unos pocos laboratorios en todo el mundo", explica Rafal Dunin-Borkowski.
Hay otra razón importante por la cual los solitones magnéticos otro nombre para objetos parecidos a partículas en física no lineal como skyrmions y bobbers quirales son tan prometedores para las aplicaciones. A diferencia de los bits de datos en unidades de disco duro, los skyrmions son objetos móviles.El movimiento a lo largo de una pista guía en un chip puede ser inducido por un pulso muy débil de corriente eléctrica. Esta propiedad brinda nuevas oportunidades para el desarrollo de un concepto completamente nuevo de memoria magnética de estado sólido: la llamada memoria de pista de carreras Skyrmion ".La movilidad de los skyrmions permite que los datos se muevan de los elementos de escritura a lectura sin la necesidad de piezas mecánicas móviles, como los cabezales de lectura y escritura y el disco rígido, "explica Nikolai Kiselev. Esta capacidad ahorra energía porque los componentes que se mueven generalmente requieren más energía, ocupan más espacio y tienden a ser sensibles a las vibraciones mecánicas y los golpes. Una nueva memoria magnética de estado sólido estaría libre de tales desventajas.
Las partículas magnéticas recientemente descubiertas ahora permiten codificar datos digitales directamente con dos tipos diferentes de objetos magnéticos, a saber, con skyrmions y bobinas magnéticas.
"Hasta ahora, se suponía que los datos digitales deberían representarse de alguna manera como una secuencia de skyrmions y espacios vacíos", dice Stefan Blügel. La distancia entre skyrmions sucesivos codifica la información binaria. Sin embargo, debe ser controlada o cuantificada,para que no se pierda información por la deriva espontánea de los skyrmions. En cambio, las partículas magnéticas tridimensionales recientemente descubiertas ofrecen oportunidades para codificar datos digitales directamente como una secuencia de skyrmions y bobinas magnéticas, que pueden fluir libremente sin necesidad de mantener distancias precisasentre sucesivas portadoras de datos.
Se requiere más investigación para desarrollar aplicaciones prácticas. En la aleación de hierro-germanio estudiada por Nikolai Kiselev y sus colegas, las estructuras solo son estables hasta 200 Kelvin, lo que corresponde a -73.5 grados Celsius. Sin embargo, en base a consideraciones teóricas,se predice que las bobinas magnéticas también pueden ocurrir en otros imanes quirales y, como algunas especies de skyrmions descubiertas recientemente, también pueden existir a temperatura ambiente.
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Materiales proporcionado por Forschungszentrum Juelich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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