Los remolinos son una experiencia cotidiana en una bañera: cuando se drena el agua se forma un vórtice circular. Por lo general, estos remolinos son bastante estables. Se pueden observar estructuras similares en materiales magnéticos.
Los remolinos magnéticos se forman cuando los momentos magnéticos se alinean de forma circular. Estos llamados skyrmions no solo son interesantes para la investigación básica, debido a su estabilidad y sus pequeñas dimensiones, podrían resultar cruciales para el desarrollo del almacenamiento magnético futuro.
Por estas razones, actualmente se encuentran en el centro de un gran cuerpo de investigación. Una de las preguntas clave es cuándo y cómo ocurren. Un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Múnich TUM, la Universidad Técnica de Dresde y elLa Universidad de Colonia ha demostrado por primera vez que los skyrmions magnéticos pueden formarse debido a diferentes mecanismos en fases separadas en el mismo material. Su descubrimiento en el imán quiral Cu2OSeO3 cerca de la temperatura del cero absoluto -273,15 ° C se publica en la revista científica Física de la naturaleza .
¿Pequeñas estructuras magnéticas para almacenamiento magnético compacto?
"Los skyrmions suelen existir en un solo rango de parámetros termodinámicos, es decir, un cierto rango de temperatura y fuerza de campo magnético o eléctrico. De hecho, este es el caso de todos los materiales en los que se han encontrado skyrmions hasta ahora", explica el físicoChristian Pfleiderer de TUM, quien dirigió este estudio de investigación.
"Esto impone una restricción para la creación y el uso técnico de los skyrmions, ya que solo son estables mientras uno encuentre y cumpla con los parámetros físicos exactos requeridos. Ahora, en un solo material hemos encontrado dos fases de skyrmion diferentes, condos conjuntos de parámetros diferentes. Anteriormente se pensaba que el nuevo mecanismo era muy débil. Pero ahora resulta que hay muchas más posibilidades de crear y controlar skyrmions de lo que pensábamos ".
Segunda fase skyrmion a muy bajas temperaturas
Alfonso Chacón descubrió la nueva fase, cuando estudió las propiedades metaestables de una fase skyrmion ya conocida en la fuente de neutrones de investigación de TUM. Explica: "Estas propiedades metaestables nos interesan, porque de esta manera podemos aprender sobre las energías relacionadas yla estabilidad de los skyrmions. Esto nos ayuda a comprender el mecanismo de su formación y cómo se destruyen. Mientras realizábamos estas mediciones, descubrí que algo muy inesperado y extraño estaba sucediendo ".
"A bajas temperaturas, los efectos cuánticos juegan un papel cada vez más importante", explica el Dr. Markus Garst del Instituto de Física Teórica de la Universidad Técnica de Dresde. "Estos influyen también en las propiedades físicas de los skyrmions magnéticos. Los nuevos hallazgos permitenestudiar en detalle los skyrmions cuánticos en imanes. "
"Hemos estado trabajando en skyrmions durante más de una década y durante un año y medio en el proyecto actual y tenemos una colaboración muy exitosa entre los grupos", dice Markus Garst. "Los colegas de Munich hicieron sus observaciones con neutronexperimentos de dispersión, que permiten visualizar estructuras magnéticas. En colaboración con Lukas Heinen y Achim Rosch de Colonia pudimos explicar los resultados experimentales. "Este descubrimiento científico sólo fue posible gracias a la estrecha colaboración entre físicos experimentales y teóricos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Technische Universität Dresden . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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