Научниците направија чекор кон создавање моќни уреди кои го искористуваат магнетното полнење со создавање на првата тродимензионална реплика на материјал познат како спин-мраз.
Материјалите од спин мраз се крајно невообичаени бидејќи поседуваат таканаречени дефекти кои се однесуваат како единствен пол на магнетот.
Овие еднополни магнети, познати и како магнетни монополи, не постојат во природата;кога секој магнетен материјал ќе се сече на два дела, секогаш ќе се создаде нов магнет со северен и јужен пол.
Со децении научниците бараа докази за природни магнетни монополи со надеж дека конечно ќе ги групираат основните сили на природата во таканаречена теорија за сè, ставајќи ја целата физика под еден покрив.
Меѓутоа, во последниве години физичарите успеаја да произведат вештачки верзии на магнетен монопол преку создавање на дводимензионални материјали за спин-лед.
До денес, овие структури успешно демонстрираа магнетен монопол, но невозможно е да се добие истата физика кога материјалот е ограничен на една рамнина.Навистина, специфичната тродимензионална геометрија на спин-ледената решетка е клучна за нејзината необична способност да создава мали структури кои имитираат магнетни монополи.
Во новото истражување објавено денес во Nature Communications, тим предводен од научници од Универзитетот во Кардиф ја создаде првата 3D реплика на материјал од спин-лед користејќи софистициран тип на 3D печатење и обработка.
Тимот вели дека технологијата за 3D печатење им овозможила да ја прилагодат геометријата на вештачкиот спин-мраз, што значи дека можат да го контролираат начинот на кој се формираат и се движат магнетните монополи во системите.
Способноста да се манипулира со мини монополските магнети во 3D може да отвори цела низа апликации, како што велат, од подобрено складирање на компјутер до создавање на 3D компјутерски мрежи кои ја имитираат нервната структура на човечкиот мозок.
„Повеќе од 10 години научниците создаваат и проучуваат вештачки спин мраз во две димензии.Со проширување на таквите системи на тридимензионални, добиваме многу попрецизна претстава за физиката на монополот на спин-ледот и сме способни да го проучуваме влијанието на површините“, рече водечкиот автор д-р Сем Ладак од Факултетот за физика и астрономија на Универзитетот Кардиф.
„Ова е прв пат некој да може да создаде точна 3Д реплика на спин-мраз, по дизајн, на наноскала“.
Вештачкиот спин-мраз е создаден со користење на најсовремени техники на 3D нано-изработка во кои малите наножици беа наредени во четири слоја во решеткаста структура, која сама по себе беше помала од широчината на човечко влакно.
Посебен тип на микроскопија позната како микроскопија со магнетна сила, која е чувствителна на магнетизам, потоа беше искористена за визуелизација на магнетните полнежи присутни на уредот, овозможувајќи му на тимот да го следи движењето на еднополните магнети низ 3Д структурата.
“Нашатаработа е важна бидејќи покажува дека технологиите за 3D печатење со нано размери може да се користат за имитирање на материјали кои обично се синтетизираат преку хемија“, продолжи д-р Ладак.
„На крајот на краиштата, оваа работа може да обезбеди средство за производство на нови магнетни метаматеријали, каде што својствата на материјалот се подесени со контролирање на 3Д геометријата на вештачката решетка.
„Магнетните уреди за складирање, како што се хард диск или мемориски уреди со магнетен случаен пристап, е уште една област на која може масовно да влијае овој пробив.Бидејќи сегашните уреди користат само две од трите достапни димензии, ова го ограничува количеството информации што може да се складираат.Бидејќи монополите можат да се движат околу 3D решетката користејќи магнетно поле, можеби е можно да се создаде вистински 3D уред за складирање базиран на магнетно полнење.
Време на објавување: мај-28-2021 година