Sciencistoj faris paŝon al la kreado de potencaj aparatoj, kiuj utiligasmagneta ŝargi kreante la unuan tridimensian kopion de materialo konata kiel spino-glacio.
Spinaj glacimaterialoj estas ekstreme nekutimaj, ĉar ili posedas tiel nomatajn difektojn, kiuj kondutas kiel la ununura poluso de magneto.
Ĉi tiuj unupolaj magnetoj, ankaŭ konataj kiel magnetaj monopoloj, ne ekzistas en la naturo; kiam ĉiu magneta materialo estas tranĉita en du, ĝi ĉiam kreos novan magneton kun norda kaj suda poluso.
Dum jardekoj sciencistoj serĉis ĉie kaj vaste pruvojn pri naturaj okazojmagneta monopolojn en la espero finfine grupigi la fundamentajn fortojn de la naturo en tiel nomatan teorion de ĉio, metante la tutan fizikon sub unu tegmenton.
Tamen, en la lastaj jaroj fizikistoj sukcesis produkti artefaritajn versiojn de magneta monopolo per la kreado de dudimensiaj spino-glaciaj materialoj.
Ĝis nun ĉi tiuj strukturoj sukcese montris magnetan monopolon, sed estas neeble atingi la saman fizikon kiam la materialo estas limigita al ununura ebeno. Efektive, ĝuste la specifa tridimensia geometrio de la spino-glacia krado estas ŝlosila al ĝia nekutima kapablo krei etajn strukturojn kiuj imitasmagnetamonopoloj.
En nova studo publikigita hodiaŭ en Nature Communications, teamo gvidata de sciencistoj ĉe la Universitato de Cardiff kreis la unuan 3D-kopion de spino-glacia materialo uzante sofistikan tipon de 3D-presado kaj prilaborado.
La teamo diras, ke la 3D-presada teknologio permesis al ili adapti la geometrion de la artefarita spino-glacio, kio signifas, ke ili povas kontroli la manieron kiel la magnetaj monopoloj formiĝas kaj movas en la sistemoj.
Laŭ ili, la kapablo manipuli la mini-monopolajn magnetojn en 3D povus malfermi tutan amason da aplikoj, de plibonigita komputila memoro ĝis la kreado de 3D-komputilaj retoj, kiuj imitas la neŭran strukturon de la homa cerbo.
“Dum pli ol 10 jaroj sciencistoj kreis kaj studis artefaritan spin-glacion en du dimensioj. Etendante tiajn sistemojn al tri dimensioj, ni akiras multe pli precizan reprezentaĵon de la monopola fiziko de spin-glacio kaj kapablas studi la efikon de surfacoj,” diris la ĉefa aŭtoro D-ro Sam Ladak de la Lernejo de Fiziko kaj Astronomio de la Universitato de Cardiff.
“Ĉi tio estas la unua fojo, ke iu ajn kapablis krei precizan 3D-kopion de spino-glacio, laŭplane, je la nanoskalo.”
La artefarita spino-glacio estis kreita uzante pintnivelajn 3D-nanofabrikadajn teknikojn, en kiuj etaj nanodratoj estis stakigitaj en kvar tavolojn en krada strukturo, kiu mem mezuris malpli ol la larĝon de homa haro entute.
Speciala tipo de mikroskopio konata kiel magneta fortmikroskopio, kiu estas sentema al magnetismo, estis uzata por bildigi la magnetajn ŝargojn ĉeestantajn sur la aparato, permesante al la teamo spuri la movadon de la unupolaj magnetoj trans la 3D-strukturon.
“Nia laboro estas grava ĉar ĝi montras, ke nanoskalaj 3D-presaj teknologioj povas esti uzataj por imiti materialojn, kiuj kutime estas sintezitaj per kemio,” daŭrigis D-ro Ladak.
"Fine, ĉi tiu laboro povus provizi rimedon por produkti novajn magnetajn metamaterialojn, kie la materialaj ecoj estas agorditaj per kontrolado de la 3D-geometrio de artefarita krado."
“Magnetaj memoriloj, kiel ekzemple durdisko aŭ magnetaj hazardaj alirmemoriloj, estas alia areo, kiu povus esti grandege influita de ĉi tiu sukceso. Ĉar nunaj aparatoj uzas nur du el la tri disponeblaj dimensioj, tio limigas la kvanton da informoj, kiujn oni povas konservi. Ĉar la monopoloj povas esti movitaj ĉirkaŭ la 3D-krado uzante magnetan kampon, eble eblos krei veran 3D-memorilon bazitan sur magneta ŝargo.”
Afiŝtempo: 28-a de majo 2021