Научници су направили корак ка стварању моћних уређаја који користе магнетни набој стварајући прву тродимензионалну реплику материјала познатог као спин-ице.
Материјали спин леда су изузетно необични јер поседују такозване дефекте који се понашају као један пол магнета.
Ови једнополни магнети, такође познати као магнетни монополи, не постоје у природи;када се сваки магнетни материјал пресече на два дела, увек ће створити нови магнет са северним и јужним полом.
Деценијама су научници надалеко тражили доказе о природним магнетним монополима у нади да ће коначно груписати фундаменталне силе природе у такозвану теорију свега, стављајући сву физику под један кров.
Међутим, последњих година физичари су успели да произведу вештачке верзије магнетног монопола кроз стварање дводимензионалних спин-лед материјала.
До данас су ове структуре успешно показале магнетни монопол, али је немогуће добити исту физику када је материјал ограничен на једну раван.Заиста, специфична тродимензионална геометрија спин-лед решетке је кључна за њену необичну способност да створи мале структуре које опонашају магнетне монополе.
У новој студији објављеној данас у Натуре Цоммуницатионс, тим предвођен научницима са Универзитета у Кардифу направио је прву икада 3Д реплику материјала спин-ице користећи софистицирану врсту 3Д штампања и обраде.
Тим каже да им је технологија 3Д штампања омогућила да прилагоде геометрију вештачког леда, што значи да могу да контролишу начин на који се магнетни монополи формирају и померају у системима.
Могућност да се манипулише мини монопол магнетима у 3Д може отворити читав низ апликација, како кажу, од побољшаног складиштења рачунара до стварања 3Д рачунарских мрежа које опонашају неуронску структуру људског мозга.
„Више од 10 година научници су стварали и проучавали вештачки лед у две димензије.Проширујући такве системе на три димензије добијамо много тачнији приказ физике монопола спин-лед и можемо да проучавамо утицај површина“, рекао је главни аутор др Сем Ладак са Факултета за физику и астрономију Универзитета у Кардифу.
„Ово је први пут да је неко успео да створи тачну 3Д реплику спин-ице, по дизајну, на наноскали.”
Вештачки спин-лед је креиран коришћењем најсавременијих техника 3Д нанофабрикације у којима су ситне наножице биле сложене у четири слоја у решеткастој структури, која је сама по себи мерила мање од укупне ширине људске косе.
Посебна врста микроскопије позната као микроскопија магнетне силе, која је осетљива на магнетизам, тада је коришћена за визуелизацију магнетних наелектрисања присутних на уређају, омогућавајући тиму да прати кретање једнополних магнета кроз 3Д структуру.
„Наш рад је важан јер показује да се технологије 3Д штампања у наноразмери могу користити за опонашање материјала који се обично синтетишу путем хемије“, наставио је др Ладак.
„На крају, овај рад би могао да обезбеди средство за производњу нових магнетних метаматеријала, где се својства материјала подешавају контролом 3Д геометрије вештачке решетке.
„Магнетни уређаји за складиштење, као што су хард диск или магнетни меморијски уређаји са случајним приступом, су још једна област на коју би ово откриће могло да утиче.Пошто тренутни уређаји користе само две од три доступне димензије, ово ограничава количину информација које се могу ускладиштити.Пошто се монополи могу померати око 3Д решетке помоћу магнетног поља, можда би било могуће створити прави 3Д уређај за складиштење заснован на магнетном набоју.
Време поста: 28.05.2021