Para ilmuwan wis njupuk langkah kanggo nggawe piranti sing kuat sing bisa nggunakakemagnetik ngisi daya kanthi nggawe replika telung dimensi pisanan saka bahan sing dikenal minangka spin-ice.
Bahan es puteran iku arang banget amarga nduweni apa sing diarani cacat sing tumindak kaya kutub tunggal magnet.
Magnet kutub tunggal iki, uga dikenal minangka monopol magnetik, ora ana ing alam; nalika saben bahan magnetik dipotong dadi loro, bakal tansah nggawe magnet anyar kanthi kutub lor lan kidul.
Wis pirang-pirang dekade para ilmuwan wis nggoleki bukti-bukti sing kedadeyan sacara alamimagnetik monopoli kanthi pangarep-arep pungkasane bisa nglumpukake kekuwatan dhasar alam dadi apa sing diarani téori babagan samubarang, nglebokaké kabèh fisika ing sangisoré siji atap.
Nanging, ing taun-taun pungkasan, para fisikawan wis kasil ngasilake versi buatan saka monopole magnetik liwat nggawe bahan spin-es rong dimensi.
Nganti saiki, struktur-struktur iki wis kasil nduduhake monopole magnetik, nanging ora mungkin entuk fisika sing padha nalika materi kasebut diwatesi ing siji bidang. Pancen, geometri telung dimensi spesifik saka kisi spin-ice sing dadi kunci kanggo kemampuane sing ora biasa kanggo nggawe struktur cilik sing niru.magnetikmonopoli.
Ing sawijining panliten anyar sing diterbitake dina iki ing Nature Communications, tim sing dipimpin dening para ilmuwan ing Universitas Cardiff wis nggawe replika 3D pisanan saka bahan spin-ice nggunakake jinis pencetakan lan pangolahan 3D sing canggih.
Tim kasebut ujar manawa teknologi percetakan 3D wis ngidini dheweke nyetel geometri es spin buatan, tegese dheweke bisa ngontrol cara monopol magnetik dibentuk lan dipindhah ing sistem kasebut.
Bisa ngolah magnet monopole mini ing 3D bisa mbukak macem-macem aplikasi, wiwit saka panyimpenan komputer sing luwih apik nganti nggawe jaringan komputasi 3D sing niru struktur saraf otak manungsa.
"Sajrone luwih saka 10 taun, para ilmuwan wis nggawe lan nyinaoni es spin buatan ing rong dimensi. Kanthi ngembangake sistem kasebut dadi telung dimensi, kita entuk representasi fisika monopole es spin sing luwih akurat lan bisa nyinaoni dampak permukaan," ujare penulis utama Dr. Sam Ladak saka Sekolah Fisika lan Astronomi Universitas Cardiff.
"Iki pisanan kaline ana wong sing bisa nggawe replika 3D sing persis kaya es spin, kanthi desain, ing skala nano."
Es spin buatan iki digawe nggunakake teknik nanofabrikasi 3D sing paling canggih ing ngendi kawat nano cilik ditumpuk dadi patang lapisan ing struktur kisi, sing ukurane kurang saka jembar rambut manungsa sakabèhé.
Mikroskopi jinis khusus sing dikenal minangka mikroskop gaya magnetik, sing sensitif marang magnet, banjur digunakake kanggo nggambarake muatan magnetik sing ana ing piranti kasebut, sing ngidini tim kasebut nglacak gerakan magnet kutub tunggal ing struktur 3D.
"Pakaryan kita iki penting amarga nuduhake yen teknologi pencetakan 3D skala nano bisa digunakake kanggo niru bahan sing biasane disintesis liwat kimia," ujare Dr. Ladak.
"Pungkasane, karya iki bisa nyedhiyakake sarana kanggo ngasilake metamaterial magnetik anyar, ing ngendi sifat materi disetel kanthi ngontrol geometri 3D saka kisi buatan."
"Piranti panyimpenan magnetik, kayata hard disk drive utawa piranti memori akses acak magnetik, minangka area liyane sing bisa kena pengaruh banget dening terobosan iki. Amarga piranti saiki mung nggunakake loro saka telung dimensi sing kasedhiya, iki mbatesi jumlah informasi sing bisa disimpen. Amarga monopol bisa dipindhah ing sekitar kisi 3D nggunakake medan magnet, bisa uga nggawe piranti panyimpenan 3D sing sejati adhedhasar muatan magnetik."
Wektu kiriman: 28 Mei 2021