Ғалымдар қуатты құрылғыларды жасауға қадам жасадымагниттік спин-мұз деп аталатын материалдың алғашқы үш өлшемді көшірмесін жасау арқылы зарядтау.
Айналмалы мұз материалдары өте ерекше, себебі оларда магниттің жалғыз полюсі сияқты әрекет ететін ақаулар бар.
Бұл бір полюсті магниттер, сондай-ақ магниттік монопольдер деп те аталады, табиғатта жоқ; әрбір магниттік материал екіге бөлінгенде, ол әрқашан солтүстік және оңтүстік полюстері бар жаңа магнит жасайды.
Ғалымдар ондаған жылдар бойы табиғи түрде пайда болатын дәлелдерді іздеп келді.магниттік табиғаттың негізгі күштерін ақырында «барлық нәрсенің теориясы» деп аталатын нәрсеге топтастыру, бүкіл физиканы бір шатырдың астына жинау үмітімен монополиялар.
Дегенмен, соңғы жылдары физиктер екі өлшемді спин-мұз материалдарын жасау арқылы магниттік монопольдің жасанды нұсқаларын жасай алды.
Бүгінгі күнге дейін бұл құрылымдар магниттік монопольді сәтті көрсетті, бірақ материал бір жазықтықта шектелген кезде дәл осындай физиканы алу мүмкін емес. Шынында да, спин-мұз торының үш өлшемді геометриясы оның имитациялайтын ұсақ құрылымдарды жасаудағы ерекше қабілетінің кілті болып табылады.магниттікмонопольдер.
Бүгін Nature Communications басылымында жарияланған жаңа зерттеуде Кардифф университетінің ғалымдары бастаған топ күрделі 3D басып шығару және өңдеу әдісін қолдана отырып, спин-мұз материалының алғашқы 3D көшірмесін жасады.
Зерттеушілер тобы 3D басып шығару технологиясы жасанды айналмалы мұздың геометриясын бейімдеуге мүмкіндік бергенін, яғни олар магниттік монопольдердің жүйелерде қалай қалыптасатынын және қозғалатынын басқара алатынын айтады.
Олардың айтуынша, мини-монополь магниттерін 3D форматында басқару мүмкіндігі компьютерлік жадты жақсартудан бастап, адам миының жүйке құрылымын имитациялайтын 3D есептеу желілерін жасауға дейінгі көптеген қолданбаларды аша алады.
«10 жылдан астам уақыт бойы ғалымдар екі өлшемді жасанды айналмалы мұзды жасап, зерттеп келеді. Мұндай жүйелерді үш өлшемдіге дейін кеңейту арқылы біз айналмалы мұз монопольді физикасының әлдеқайда дәл көрінісін аламыз және беттердің әсерін зерттей аламыз», - деді Кардифф университетінің физика және астрономия мектебінің жетекші авторы доктор Сэм Ладак.
«Бұл кез келген адам наноөлшемде дизайн бойынша айналмалы мұздың дәл 3D көшірмесін жасай алған алғашқы жағдай».
Жасанды спин-мұз заманауи 3D нанофабрикация әдістерін қолдану арқылы жасалды, онда кішкентай наносымдар торлы құрылымда төрт қабатқа жиналды, оның өзі адам шашының жалпы енінен аз болды.
Содан кейін құрылғыдағы магниттік зарядтарды визуализациялау үшін магнетизмге сезімтал магниттік күш микроскопиясы деп аталатын арнайы микроскопия түрі пайдаланылды, бұл топқа 3D құрылымы бойынша бір полюсті магниттердің қозғалысын бақылауға мүмкіндік берді.
«Біздің жұмысымыз маңызды, себебі ол наноөлшемді 3D басып шығару технологияларын әдетте химия арқылы синтезделетін материалдарды имитациялау үшін пайдалануға болатынын көрсетеді», - деп жалғастырды доктор Ладак.
«Сайып келгенде, бұл жұмыс жасанды тордың 3D геометриясын басқару арқылы материалдың қасиеттері реттелетін жаңа магниттік метаматериалдарды өндіруге мүмкіндік бере алады».
«Қатты диск немесе магниттік кездейсоқ қатынау жады құрылғылары сияқты магниттік сақтау құрылғылары бұл жетістіктің үлкен әсеріне ұшырауы мүмкін тағы бір сала болып табылады. Қазіргі құрылғылар қолжетімді үш өлшемнің тек екеуін ғана пайдаланатындықтан, бұл сақталуы мүмкін ақпарат көлемін шектейді. Монопольдерді магнит өрісін пайдаланып 3D торының айналасында жылжытуға болатындықтан, магниттік зарядқа негізделген шынайы 3D сақтау құрылғысын жасауға болады».
Жарияланған уақыты: 2021 жылғы 28 мамыр