მეცნიერებმა გადადგნენ ნაბიჯი მძლავრი მოწყობილობების შექმნისკენ, რომლებიც აღკაზმულობას ახდენენმაგნიტური დამუხტვა მასალის პირველი სამგანზომილებიანი ასლის შექმნით, რომელიც ცნობილია როგორც spin-ice.
დატრიალებული ყინულის მასალები უკიდურესად უჩვეულოა, რადგან მათ აქვთ ეგრეთ წოდებული დეფექტები, რომლებიც იქცევიან როგორც მაგნიტის ერთი პოლუსი.
ეს ერთპოლუსიანი მაგნიტები, რომლებიც ასევე ცნობილია როგორც მაგნიტური მონოპოლები, ბუნებაში არ არსებობს;როდესაც ყველა მაგნიტური მასალა ორად იყოფა, ის ყოველთვის შექმნის ახალ მაგნიტს ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსებით.
ათწლეულების მანძილზე მეცნიერები შორს ეძებდნენ ბუნებრივ წარმოშობის მტკიცებულებებსმაგნიტური მონოპოლები იმ იმედით, რომ საბოლოოდ დააჯგუფებენ ბუნების ფუნდამენტურ ძალებს ეგრეთ წოდებულ ყველაფრის თეორიად და მთელ ფიზიკას ერთ ჭერქვეშ აყენებენ.
თუმცა, ბოლო წლებში ფიზიკოსებმა მოახერხეს მაგნიტური მონოპოლის ხელოვნური ვერსიების შექმნა ორგანზომილებიანი სპინი-ყინულის მასალების შექმნის გზით.
დღემდე ამ სტრუქტურებმა წარმატებით აჩვენეს მაგნიტური მონოპოლი, მაგრამ შეუძლებელია იგივე ფიზიკის მიღება, როდესაც მასალა შემოიფარგლება ერთი სიბრტყით.მართლაც, ეს არის სპინ-ყინულის გისოსის სპეციფიკური სამგანზომილებიანი გეომეტრია, რომელიც არის გასაღები მისი უჩვეულო უნარის შესაქმნელად პაწაწინა სტრუქტურების მიბაძვით.მაგნიტურიმონოპოლები.
Nature Communications-ში დღეს გამოქვეყნებულ ახალ კვლევაში, კარდიფის უნივერსიტეტის მეცნიერთა ჯგუფმა შექმნა სპინ-ყინულის მასალის პირველი 3D რეპლიკა დახვეწილი ტიპის 3D ბეჭდვისა და დამუშავების გამოყენებით.
ჯგუფის თქმით, 3D ბეჭდვის ტექნოლოგიამ მათ საშუალება მისცა მოერგებინათ ხელოვნური ყინულის გეომეტრია, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათ შეუძლიათ გააკონტროლონ მაგნიტური მონოპოლების ფორმირება და გადაადგილება სისტემებში.
მინი მონოპოლური მაგნიტების 3D მანიპულირებამ შეიძლება გახსნას აპლიკაციების მთელი რიგი, როგორც ამბობენ, კომპიუტერის გაუმჯობესებული საცავიდან დაწყებული 3D გამოთვლითი ქსელების შექმნამდე, რომლებიც ასახავს ადამიანის ტვინის ნერვულ სტრუქტურას.
„10 წელზე მეტია მეცნიერები ქმნიან და სწავლობენ ხელოვნურ სპინის ყინულს ორ განზომილებაში.ასეთი სისტემების სამგანზომილებიანად გაფართოებით ჩვენ ვიღებთ ბევრად უფრო ზუსტ წარმოდგენას სპინ-ყინულის მონოპოლური ფიზიკის შესახებ და შეგვიძლია ვისწავლოთ ზედაპირების ზემოქმედება“, - თქვა წამყვანი ავტორი დოქტორი სემ ლადაკი კარდიფის უნივერსიტეტის ფიზიკისა და ასტრონომიის სკოლიდან.
„ეს პირველი შემთხვევაა, როცა ვინმემ შეძლო ნანომასშტაბიანი სპინ-ყინულის ზუსტი 3D ასლის შექმნა, დიზაინის მიხედვით.
ხელოვნური სპინი-ყინული შეიქმნა 3D ნანოფაბრიკაციის უახლესი ტექნიკის გამოყენებით, რომლის დროსაც პაწაწინა ნანომავთულები ოთხ ფენად იყო დალაგებული გისოსის სტრუქტურაში, რომელიც თავად იზომებოდა ადამიანის თმის მთლიან სიგანეზე ნაკლებს.
სპეციალური ტიპის მიკროსკოპია, რომელიც ცნობილია მაგნიტური ძალის მიკროსკოპის სახელით, რომელიც მგრძნობიარეა მაგნიტიზმის მიმართ, შემდეგ გამოიყენებოდა მოწყობილობაზე არსებული მაგნიტური მუხტების ვიზუალიზაციისთვის, რაც საშუალებას აძლევს გუნდს თვალყური ადევნოს ერთპოლუსიანი მაგნიტების მოძრაობას 3D სტრუქტურაში.
„ჩვენი მუშაობა მნიშვნელოვანია, რადგან გვიჩვენებს, რომ ნანომასშტაბიანი 3D ბეჭდვის ტექნოლოგიები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მასალების იმიტირებისთვის, რომლებიც ჩვეულებრივ სინთეზირებულია ქიმიის საშუალებით“, - განაგრძო დოქტორმა ლადაკმა.
„საბოლოოდ, ამ ნამუშევარმა შეიძლება უზრუნველყოს ახალი მაგნიტური მეტამასალების წარმოქმნის საშუალება, სადაც მასალის თვისებები მორგებულია ხელოვნური გისოსების 3D გეომეტრიის კონტროლით.
„მაგნიტური შესანახი მოწყობილობები, როგორიცაა მყარი დისკი ან მაგნიტური შემთხვევითი წვდომის მეხსიერების მოწყობილობები, არის კიდევ ერთი სფერო, რომელზეც შეიძლება დიდი გავლენა იქონიოს ამ გარღვევამ.იმის გამო, რომ ამჟამინდელი მოწყობილობები სამივე განზომილებიდან მხოლოდ ორს იყენებენ, ეს ზღუდავს ინფორმაციის შენახვას.ვინაიდან მონოპოლების გადაადგილება შესაძლებელია 3D გისოსის გარშემო მაგნიტური ველის გამოყენებით, შესაძლოა შესაძლებელი იყოს ნამდვილი 3D შესანახი მოწყობილობის შექმნა მაგნიტური მუხტის საფუძველზე.
გამოქვეყნების დრო: მაისი-28-2021