У магнетним пољима скривени су сабласни облици.
Нису направљени од ствари на начин на који је муња или сноп светлости. Вијак за осветљење носи прилично дефинисану групу електрона са неба све до земље. Сунце које вам удара лице састоји се углавном од истих фотона који су прешли милион миља од сунца.
Али магнетна поља садрже ствари зване скирмионс које се разликују од електрона и фотона; скирмион је чвор линија магнетног поља које се петљају једна око друге. Док се спушта од једног места до другог, небески се изнова ствара из магнетних поља које су већ тамо. Чвор се држи заједно јер се линије магнетног поља опиру пролазу једна преко друге. Дакле, док су скирмионси небитни и различити од објеката на које смо навикли да размишљамо, они делују као опипљивије ствари.
Физичари називају ове скирмионс "квази честицама", и сумњају да би могли објаснити феномене различивим попут куглане муње и нуклеарне структуре атома. Сада, у новом раду, истраживачи су показали да се скирмиони могу угурати један у другог, попримајући потпуно нови облик. Ове напухане "скирмион вреће" су саме по себи фасцинантни предмети, али бизарне ствари могу бити корисне и за футуристичко рачунање, рекли су истраживачи.
Ставите их у кесу
Тим је открио скирмион кесе у раду објављеном 1. априла у часопису Натуре Пхисицс. Резултат се ослања на кључну сличност између сабласних квазипартиција и чврсте материје: постојање античестица.
Баш као што протони имају антипротоне који се међусобно уништавају у међусобном контакту, тако и скирмионс имају антискирмионс.
"Антискирмион је скирмион где су сви бројеви обрнути", рекао је Давид Фостер, физичар са Универзитета у Бирмингхаму у Енглеској и један од водећих аутора нове студије.
Дакле, ако линија магнетног поља усмерава на север у небеском пољу, она би ка југу показала антискирмион. Али антискримиони и небески моћно одбијају један другог. Испоставило се да је то кључно за изградњу скирмион врећа, рекли су истраживачи.
"Ако узмем скирмион и мало га испружим, узмем антискримион и поставим га у средиште ... неће се уништити. То је стабилна конструкција", рекао је Фостер за Ливе Сциенце.
Шта више, схватили су истраживачи, након што се небески рајв истегне, можете убачити још више антискримиона у њега.
А та је реализација, рекао је Фостер, поново отворила врата шестогодишњој идеји о постављању скирмионс-а на посао.
Скирмион стораге
Још 2013. године, трио истраживача предложио је теоријски "меморијски уређај за тркачке стазе скирмион" у часопису Натуре Нанотецхнологи.
Идеја је била да мали магнетни обрасци могу понудити решење основног проблема у рачунарском дизајну: потрошње електричне енергије.
"Ако узмете у обзир старомодни чврсти диск, који је нека врста окретног диска, потребно је много енергије", рекао је Фостер.
Предложени истраживачи из 2013. године замену мале снаге искористили би чињеницу да веома мала струја узрокује да се скирмионс на магнетној површини брзо врте.
Можда су ти истраживачи предложили да ако узмете дугу, танку траку магнетног материјала (тркалиште) и напуните је скирмионсом, могли бисте кодирати податке у магнетни материјал у празнинама између квазипартиција. Магнетни читач могао би, на пример, да протумачи дуги јаз између скирмионс-а као бинарни 1 и кратак јаз као бинарни 0.
Да би се пронашли похрањени подаци, електрична струја би могла да гурне скирмионс-ове да скидају напред-назад под магнетним читачем. Потребно је врло мало снаге за помицање скирмиона напред-назад дуж магнетне површине, тако да би резултирајући уређај могао бити веома ефикасан.
Али идеја је имала неких основних проблема, рекао је Фостер. Иако су скирмиони прилично стабилни, јаз између њих није. Временом, несавршености магнетних трака замутиле би податке док су се небески померали напред-назад.
"Залутала магнетна поља долазе. А то је попут налета брзине који се појављују и нестају. А када се појаве и нестану празнине, празнине између ваше воље су изгубљене", рекао је Фостер.
Како торбе могу да реше проблем
Стварно занимљива ствар, рекао је Фостер, је да скирмион вреће не губе антискримионе током времена или када пређу преко магнетних "налета брзине".
Ставите гомилу скирмион врећа на уређај за тркачке стазе, написали су истраживачи у новој студији, а рачунар би могао да кодира и преузима податке на основу броја антискримиона у свакој торби који пролазе испод читача.
"Моје колеге су заиста узбуђене због идеје да бисте и на овај начин могли да повећате густину података", рекао је Фостер.
Ако се уобичајено складиштење рачунара ослања на само 1с и 0с, рекао је да би систем скирмион торби могао да користи 0с, 1с, 2с, 3с и тако даље. То би отворило врата много сложенијим облицима кодирања података који би могли дати пуно више информација у одређени простор него што то може традиционална бинарна метода.
Течни кристални тест
Још нико није успео да направи скирмион торбу на магнетној траци. Али након тестирања концепта коришћењем компјутерских симулација, Фостер и његов тим из Велике Британије су се обратили групи истраживача са Универзитета у Колораду да донесу прве познате скирмион вреће на свету.
Обично физичари мисле на небеса као на ствари које постоје у магнетним пољима. Али честице могу постојати и у другим супстанцама, попут течних кристала - поравнатих, крутих молекула сличних шипкама - који пуне екране на вашем лаптопу и неким мобилним телефонима.
Прецизним „оптичким пинцетама“ тим Универзитета у Колораду (на челу са експерименталистом Иваном Смаљухом) „нацртао“ је вреће скирмиона у течни кристал, рекао је Јунг-Схен Таи, студент дипломиране физике у лабораторији.
Те небеске врећице остале су неизбрисиве у кристалној супстанци и видљиве су када су их истраживачи погледали микроскопом. То је (заједно са рачунарском симулацијом) јак доказ да би скирмион кесе такође биле стабилне у магнетима, рекао је Фостер.
До сада нико није извештавао да гради било какве уређаје за складиштење тркачких стаза у стварном свету, а камоли уређаје за складиштење који се ослањају на скирмион вреће. Али такви уређаји долазе, инсистирао је Фостер.
"Већ знам да људи раде на бесповратним средствима да би се те ствари направиле", рекао је.
