Wanasayansi wamechukua hatua kuelekea uundaji wa vifaa vyenye nguvu ambavyo vinaunganishasumaku chaji kwa kuunda nakala ya kwanza kabisa yenye sura tatu ya nyenzo inayojulikana kama spin-ice.
Nyenzo za barafu zinazozunguka ni za kawaida sana kwani zina kile kinachoitwa kasoro ambazo zinafanya kama nguzo moja ya sumaku.
Hizi sumaku za nguzo moja, pia zinajulikana kama monopoles za sumaku, hazipo katika asili;kila nyenzo ya sumaku inapokatwa mara mbili itaunda sumaku mpya na pole ya kaskazini na kusini.
Kwa miongo kadhaa wanasayansi wamekuwa wakitafuta ushahidi wa kutokea kiasilisumaku monopoles kwa matumaini ya hatimaye kuweka kambi nguvu za msingi za asili katika kinachojulikana nadharia ya kila kitu, kuweka fizikia yote chini ya paa moja.
Walakini, katika miaka ya hivi karibuni wanafizikia wameweza kutoa matoleo ya bandia ya monopole ya sumaku kupitia uundaji wa nyenzo zenye sura mbili za barafu.
Hadi sasa miundo hii imeonyesha kwa ufanisi monopole ya magnetic, lakini haiwezekani kupata fizikia sawa wakati nyenzo zimefungwa kwenye ndege moja.Hakika, ni jiometri maalum ya pande tatu ya kimiani ya barafu ambayo ni muhimu kwa uwezo wake usio wa kawaida wa kuunda miundo midogo inayoiga.sumakumonopoles.
Katika utafiti mpya uliochapishwa leo katika Nature Communications, timu inayoongozwa na wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Cardiff wameunda nakala ya kwanza kabisa ya 3D ya nyenzo ya barafu inayozunguka kwa kutumia aina ya kisasa ya uchapishaji na usindikaji wa 3D.
Timu hiyo inasema teknolojia ya uchapishaji ya 3D imewaruhusu kurekebisha jiometri ya spin-barafu ya bandia, kumaanisha kuwa wanaweza kudhibiti jinsi monopoles za sumaku zinavyoundwa na kusogezwa kote kwenye mifumo.
Kuweza kudhibiti sumaku ndogo za monopole katika 3D kunaweza kufungua programu nyingi ambazo wanasema, kutoka kwa hifadhi iliyoimarishwa ya kompyuta hadi kuundwa kwa mitandao ya kompyuta ya 3D inayoiga muundo wa neva wa ubongo wa binadamu.
"Kwa zaidi ya miaka 10 wanasayansi wamekuwa wakiunda na kusoma barafu bandia katika vipimo viwili.Kwa kupanua mifumo kama hiyo kwa vipimo vitatu tunapata uwakilishi sahihi zaidi wa fizikia ya spin-ice monopole na tunaweza kusoma athari za nyuso,” alisema mwandishi mkuu Dk. Sam Ladak kutoka Shule ya Fizikia na Unajimu ya Chuo Kikuu cha Cardiff.
"Hii ni mara ya kwanza kwa mtu yeyote kuweza kuunda nakala halisi ya 3D ya barafu inayozunguka, kwa muundo, kwenye nanoscale."
Barafu bandia iliundwa kwa kutumia mbinu za hali ya juu za 3D za kutengeneza nanofabrication ambapo nanowires ndogo ziliwekwa katika safu nne katika muundo wa kimiani, ambao wenyewe ulipima chini ya upana wa nywele za binadamu kwa ujumla.
Aina maalum ya hadubini inayojulikana kama hadubini ya nguvu ya sumaku, ambayo ni nyeti kwa sumaku, ilitumiwa kuibua chaji sumaku zilizopo kwenye kifaa, na kuruhusu timu kufuatilia msogeo wa sumaku za nguzo moja kwenye muundo wa 3D.
"Kazi yetu ni muhimu kwa kuwa inaonyesha kwamba teknolojia za uchapishaji za nanoscale 3D zinaweza kutumika kuiga nyenzo ambazo kwa kawaida huunganishwa kupitia kemia," aliendelea Dk. Ladak.
"Mwishowe, kazi hii inaweza kutoa njia ya kutengeneza metamaterials za riwaya za sumaku, ambapo sifa za nyenzo hupangwa kwa kudhibiti jiometri ya 3D ya kimiani bandia.
"Vifaa vya uhifadhi wa sumaku, kama vile kiendeshi cha diski kuu au vifaa vya kumbukumbu vya sumaku bila mpangilio, ni eneo lingine ambalo linaweza kuathiriwa kwa kiasi kikubwa na mafanikio haya.Kwa vile vifaa vya sasa hutumia vipimo viwili tu kati ya vitatu vinavyopatikana, hii huweka kikomo cha habari inayoweza kuhifadhiwa.Kwa kuwa monopoles zinaweza kusogezwa karibu na kimiani ya 3D kwa kutumia uga wa sumaku huenda ikawezekana kuunda kifaa cha kweli cha hifadhi cha 3D kulingana na chaji ya sumaku.”
Muda wa kutuma: Mei-28-2021