Magneettisia skyrmioneja laserpulsseilla

Lundin yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa on löydetty uusi tapa luoda nanokokoisia magneettisia hiukkasia käyttämällä ultranopeita laservalopulsseja. Löytö voi tasoittaa tietä uusille ja energiatehokkaammille teknisille komponenteille ja siitä voi olla hyödyksi tulevaisuuden kvanttitietokoneille.

Magneettisia skyrmioneja kuvataan joskus magneettisiksi pyörteiksi. Ne kiinnostavat suuresti sekä perustutkimusta että teollisuutta, sillä niistä voidaan valmistaa kompaktimpia tietokonemuisteja. Se on kuitenkin helpommin sanottu kuin tehty. Skymionien käyttäminen teknisiin tarkoituksiin edellyttää tehokkaita tapoja kirjoittaa, poistaa ja käsitellä hiukkasia lyhyessä ajassa ja suurella tilatarkkuudella.

Tutkimuksessaan tutkijat Claudio Verdozzi Lundin yliopistosta sekä kollegat Max Planckin Instituutista ovat löytäneet uuden lähestymistavan.

"Olemme työssämme teoriassa osoittaneet, kuinka on mahdollista täyttää yksi näistä vaatimuksista, eli kuinka luoda magneettisia skyrmioneja ultralyhyillä laservalopulsseilla", sanoo Verdozzi.

Tutkimusryhmä on tunnistanut mikroskooppisen mekanismin, joka selittää kokeellisen protokollan, jonka on osoitettu olevan hyödyllinen outojen skyrmionien luomisessa.

”Tutkimuksemme osoittaa, että valoa voidaan käyttää paikallisten magneettisten viritteiden manipuloimiseen hyvin lyhyessä ajassa", sanoo Claudio Verdozzi.

On olemassa useita sovelluksia, joihin uusi löytö voi johtaa, mukaan lukien kvanttitekniikka - alue, jossa kvanttimekaanisia ominaisuuksia käytetään ratkaisemaan erittäin edistyksellisiä laskelmia, joita perinteiset tietokoneet eivät pysty käsittelemään.

Magneettisten viritysten, kuten skyrmionien ja ns. spin-aaltojen uskotaan myös pystyvän vähentämään energiankulutusta teknologisissa komponenteissa ja siten auttamaan tulevien ilmastotavoitteiden saavuttamisessa.

”Skyrmionit ovat teknologisen potentiaalinsa ansiosta sekä teoreettisen että kokeellisen tutkimuksen painopiste. Myös niiden eksoottisilla magneettikuvioilla on käsitteellisesti ja matemaattisesti kaunis viehätys, mikä tekee niistä erittäin mielenkiintoisia”, Claudio Verdozzi päättää.

Aiheesta aiemmin:

Vielä enemmän skyrmioneja

Skyrmioneja huonelämpötilassa