D'Wëssenschaftler hunn e Schrëtt a Richtung Kreatioun vu mächtege Geräter geholl, déi d'magnetesch Ladung notzen andeems se déi éischt dräidimensional Replika vun engem Material erstallt hunn, bekannt als Spin-Äis.
Spin Äismaterialien sinn extrem ongewéinlech well se sougenannte Mängel hunn, déi sech als eenzege Pol vun engem Magnéit behuelen.
Dës Single Pole Magnete, och als magnetesch monopoles bekannt, existéieren net an Natur;wann all magnetescht Material an zwee geschnidden ass, wäert et ëmmer en neie Magnéit mat engem Nord- a Südpol kreéieren.
Zënter Joerzéngte sichen d'Wëssenschaftler wäit a breet no Beweiser vun natierleche magnetesche Monopole an der Hoffnung endlech déi fundamental Kräfte vun der Natur an eng sougenannt Theorie vun allem ze gruppéieren, déi all Physik ënner een Daach setzt.
Wéi och ëmmer, an de leschte Joeren hunn d'Physiker et fäerdeg bruecht kënschtlech Versioune vun engem magnetesche Monopol ze produzéieren duerch d'Schafung vun zweedimensionalen Spin-Äismaterialien.
Bis haut hunn dës Strukturen e magnetesche Monopol erfollegräich bewisen, awer et ass onméiglech déiselwecht Physik ze kréien wann d'Material op engem eenzege Fliger agespaart ass.Tatsächlech ass et déi spezifesch dreidimensional Geometrie vum Spin-Äisgitter, déi de Schlëssel ass fir seng ongewéinlech Fäegkeet fir kleng Strukturen ze kreéieren déi magnetesch Monopole mimikéieren.
An enger neier Etude, déi haut an Nature Communications publizéiert gouf, huet e Team gefouert vu Wëssenschaftler vun der Cardiff University déi éischt 3D Replika vun engem Spin-Äis Material erstallt mat enger sophistikéierter Aart vun 3D Dréckerei a Veraarbechtung.
D 'Team甜美datt D ' 3 D Drecktechnologie hinnen erlaabt huet d'Geometrie vum kënschtlechen Spin-Äis ze personaliséieren, dat heescht datt se d'Art a Weis wéi d'magnetesch Monopole geformt a ronderëm an de Systemer bewegt kënne kontrolléieren.
D'Kapazitéit fir d'Mini-Monopolmagnete an 3D ze manipuléieren kéint eng ganz Partie vun Uwendungen opmaachen, déi se soen, vu verstäerkte Computerlagerung bis zur Schafung vun 3D Rechennetzwierker déi d'neural Struktur vum mënschleche Gehir mimikéieren.
"Zënter méi wéi 10 Joer hunn d'Wëssenschaftler kënschtlech Spin-Äis an zwou Dimensiounen erstallt a studéiert.Duerch d'Ausdehnung vun esou Systemer op Dräi-Dimensioune kréie mir eng vill méi genee Representatioun vun der Spin-Äis-Monopol-Physik a si fäeg den Impakt vun de Flächen ze studéieren", sot de Lead Autor Dr Sam Ladak vun der Cardiff University School of Physics and Astronomie.
"Dëst ass déi éischte Kéier datt iergendeen fäeg ass eng exakt 3D Replika vun engem Spin-Äis ze kreéieren, duerch Design, op der Nanoskala."
D'kënschtlech Spin-Äis gouf erstallt mat modernsten 3D Nanofabricatiounstechniken, an deenen kleng Nanodrähte a véier Schichten an enger Gitterstruktur gestapelt goufen, déi selwer manner wéi d'Breet vun engem Mënsch Hoer am Ganzen gemooss huet.
Eng speziell Aart vu Mikroskopie bekannt als Magnéitkraaftmikroskopie, déi sensibel ass fir Magnetismus, gouf duerno benotzt fir d'magnetesch Ladungen, déi um Apparat präsent sinn, ze visualiséieren, wat d'Team erlaabt d'Bewegung vun den Eenpolmagneten iwwer d'3D Struktur ze verfolgen.
"Eis Aarbecht ass wichteg well et weist datt Nanoskala 3D Drécktechnologien kënne benotzt ginn fir Materialien ze mimikéieren déi normalerweis iwwer Chimie synthetiséiert ginn", huet den Dr Ladak weider.
"Schlussendlech kann dëst Wierk e Mëttel ubidden fir nei magnetesch Metamaterialien ze produzéieren, wou d'Materialeigenschaften ofgestëmmt ginn andeems d'3D Geometrie vun engem kënschtlechen Gitter kontrolléiert gëtt.
"Magnetesch Späichergeräter, wéi eng Festplack oder magnetesch Zoufallsspeichergeräter, ass en anert Gebitt dat massiv vun dësem Duerchbroch beaflosst ka ginn.Well déi aktuell Apparater nëmmen zwee vun den dräi verfügbaren Dimensiounen benotzen, limitéiert dëst d'Quantitéit un Informatioun déi gespäichert ka ginn.Zënter datt d'Monopole ronderëm d'3D Gitter mat engem Magnéitfeld bewegt kënne ginn, kann et méiglech sinn e richtegen 3D Späicherapparat baséiert op magnetescher Ladung ze kreéieren.
Post Zäit: Mee-28-2021