Եռաչափ մագնիսական նանոկառուցվածքների առաջընթացը կարող է փոխակերպել ժամանակակից հաշվարկները

Գիտնականները մի քայլ են արել հզոր սարքերի ստեղծման ուղղությամբ, որոնք ամրացնում ենմագնիսական լիցքավորել՝ ստեղծելով նյութի առաջին եռաչափ կրկնօրինակը, որը հայտնի է որպես սպին-սառույց:

Պտտվող սառցե նյութերը չափազանց անսովոր են, քանի որ ունեն այսպես կոչված թերություններ, որոնք իրենց պահում են որպես մագնիսի մի բևեռ:

Այս միաբևեռ մագնիսները, որոնք նաև հայտնի են որպես մագնիսական մոնոպոլներ, բնության մեջ գոյություն չունեն.երբ յուրաքանչյուր մագնիսական նյութ բաժանվում է երկու մասի, այն միշտ նոր մագնիս կստեղծի հյուսիսային և հարավային բևեռներով:

Տասնամյակներ շարունակ գիտնականները շատ հեռուն են փնտրում բնական ծագման ապացույցներմագնիսական մենաշնորհներ՝ բնության հիմնարար ուժերը, այսպես կոչված, ամեն ինչի տեսության մեջ վերջնականապես խմբավորելու հույսով՝ ամբողջ ֆիզիկան մեկ հարկի տակ դնելով:

Այնուամենայնիվ, վերջին տարիներին ֆիզիկոսներին հաջողվել է ստեղծել մագնիսական մոնոպոլի արհեստական ​​տարբերակներ՝ երկչափ սպին-սառցե նյութերի ստեղծման միջոցով:

Մինչ օրս այս կառույցները հաջողությամբ ցուցադրել են մագնիսական մոնոպոլ, սակայն անհնար է ստանալ նույն ֆիզիկան, երբ նյութը սահմանափակված է մեկ հարթության մեջ:Իրոք, սպին-սառցե ցանցի հատուկ եռաչափ երկրաչափությունն է, որն առանցքային է նրա անսովոր ունակության համար՝ ստեղծելու փոքրիկ կառույցներ, որոնք ընդօրինակում են:մագնիսականմենաշնորհներ.

Այսօր Nature Communications-ում հրապարակված նոր ուսումնասիրության մեջ Քարդիֆի համալսարանի գիտնականների ղեկավարած թիմը ստեղծել է սպին-սառույցի նյութի առաջին 3D կրկնօրինակը՝ օգտագործելով 3D տպագրության և մշակման բարդ տեսակ:

Թիմն ասում է, որ 3D տպագրության տեխնոլոգիան թույլ է տվել իրենց հարմարեցնել արհեստական ​​սպին-սառույցի երկրաչափությունը, ինչը նշանակում է, որ նրանք կարող են վերահսկել մագնիսական մոնոպոլների ձևավորման և տեղաշարժի ձևը համակարգերում:

Մինի մոնոպոլ մագնիսները 3D-ում մանիպուլյացիայի ենթարկելու հնարավորությունը կարող է բացել մի շարք հավելվածներ, որոնք նրանք ասում են՝ համակարգչային հզորացված պահոցից մինչև 3D հաշվողական ցանցերի ստեղծում, որոնք ընդօրինակում են մարդու ուղեղի նյարդային կառուցվածքը:

«Ավելի քան 10 տարի գիտնականները ստեղծում և ուսումնասիրում են արհեստական ​​սպին-սառույց երկու չափսերով:Ընդլայնելով նման համակարգերը մինչև եռաչափ՝ մենք շատ ավելի ճշգրիտ պատկերացում ենք ստանում սպին-սառույցի մոնոպոլների ֆիզիկայի մասին և կարողանում ենք ուսումնասիրել մակերևույթների ազդեցությունը», - ասում է Քարդիֆի համալսարանի ֆիզիկայի և աստղագիտության դպրոցի առաջատար հեղինակ դոկտոր Սեմ Լադակը:

«Սա առաջին դեպքն է, երբ որևէ մեկը կարողացել է ստեղծել սպին-սառույցի ճշգրիտ 3D կրկնօրինակ՝ ըստ դիզայնի, նանոմաշտաբով»:

Արհեստական ​​սպին-սառույցը ստեղծվել է ժամանակակից 3D նանոմշակման տեխնիկայի միջոցով, որտեղ փոքրիկ նանոլարերը ցցվում էին չորս շերտերի մեջ՝ վանդակավոր կառուցվածքով, որն ինքնին չափում էր մարդու մազի ընդհանուր լայնությունը:

Մանրադիտակի հատուկ տեսակ, որը հայտնի է որպես մագնիսական ուժի մանրադիտակ, որը զգայուն է մագնիսականության նկատմամբ, այնուհետև օգտագործվեց սարքի վրա առկա մագնիսական լիցքերը պատկերացնելու համար՝ թույլ տալով թիմին հետևել միաբևեռ մագնիսների շարժմանը 3D կառուցվածքով:

«Մեր աշխատանքը կարևոր է, քանի որ այն ցույց է տալիս, որ նանոմաշտաբով 3D տպագրության տեխնոլոգիաները կարող են օգտագործվել՝ ընդօրինակելու նյութերը, որոնք սովորաբար սինթեզվում են քիմիայի միջոցով», - շարունակեց դոկտոր Լադակը:

«Ի վերջո, այս աշխատանքը կարող է միջոցներ տրամադրել նոր մագնիսական մետանյութեր արտադրելու համար, որտեղ նյութի հատկությունները կարգավորվում են արհեստական ​​ցանցի 3D երկրաչափությունը վերահսկելու միջոցով:

«Մագնիսական պահեստավորման սարքերը, ինչպիսիք են կոշտ սկավառակի սկավառակը կամ մագնիսական պատահական մուտքի հիշողության սարքերը, մեկ այլ տարածք է, որը կարող է մեծապես ազդել այս առաջընթացի պատճառով:Քանի որ ներկայիս սարքերն օգտագործում են հասանելի երեք չափերից միայն երկուսը, դա սահմանափակում է տեղեկատվության քանակությունը, որը կարող է պահպանվել:Քանի որ մոնոպոլները կարող են շարժվել 3D ցանցի շուրջ՝ օգտագործելով մագնիսական դաշտ, հնարավոր է ստեղծել իրական 3D պահեստավորման սարք՝ հիմնված մագնիսական լիցքի վրա»: