มีรูปร่างที่น่ากลัวซ่อนอยู่ในสนามแม่เหล็ก
พวกเขาไม่ได้ทำสิ่งต่าง ๆ ในลักษณะที่สายฟ้าหรือลำแสงเป็น แสงโบลต์ประกอบกลุ่มอิเล็กตรอนจากท้องฟ้าสู่พื้นดินอย่างเป็นธรรม แสงแดดที่กระทบกับใบหน้าของคุณประกอบด้วยโฟตอนเดียวกับที่เดินทางจากดวงอาทิตย์หลายล้านไมล์
แต่สนามแม่เหล็กมีสิ่งที่เรียกว่าสกายอาร์มชั่นซึ่งแตกต่างจากอิเล็กตรอนและโฟตอน skyrmion เป็นปมของเส้นสนามแม่เหล็กที่วนรอบกัน ในขณะที่มันลอยจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งท้องฟ้าก็ทำให้ตัวเองออกจากแนวสนามแม่เหล็กที่มีอยู่แล้ว ปมจับกันเพราะเส้นสนามแม่เหล็กต้านทานต่อกัน ดังนั้นในขณะที่ skyrmions ไม่มั่นคงและแตกต่างจากวัตถุที่เราคุ้นเคยกับการคิดพวกเขาทำหน้าที่เหมือนสิ่งที่จับต้องได้มากขึ้น
นักฟิสิกส์เรียก skyrmions เหล่านี้ "quasiparticles" และสงสัยว่าพวกเขาสามารถอธิบายปรากฏการณ์ที่แตกต่างกันเช่นสายฟ้าลูกและโครงสร้างนิวเคลียร์ของอะตอม ตอนนี้ในกระดาษใหม่นักวิจัยแสดงให้เห็นว่า skyrmions สามารถยัดเข้าไปข้างในอีกรูปร่างใหม่ นักวิจัยกล่าวว่าถุง Skyrmion เหล่านี้เป็นวัตถุที่น่าสนใจในตัวของมันเอง แต่สิ่งที่แปลกประหลาดอาจมีประโยชน์สำหรับการใช้คอมพิวเตอร์แห่งอนาคต
สิ่งที่พวกเขาอยู่ในถุง
ทีมเปิดเผยถุงสกายรีออนในกระดาษที่ตีพิมพ์ในวันที่ 1 เมษายนในวารสาร Nature Physics ผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับความคล้ายคลึงกันที่สำคัญระหว่าง quasiparticles ที่น่ากลัวและสสารที่เป็นของแข็ง: การมีอยู่ของปฏิปักษ์
เช่นเดียวกับโปรตอนที่มีแอนตีโปรตรอนคู่กันที่ทำลายซึ่งกันและกันเมื่อสัมผัสกับกันและกัน skyrmions มี antiskyrmions
David antoster, นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมในอังกฤษกล่าวว่า antiskyrmion นั้นเป็นสกายริเมียนที่กลับจำนวนทั้งหมดกลับด้าน
ดังนั้นถ้าเส้นสนามแม่เหล็กชี้ไปทางทิศเหนือในสกายริออนก็จะชี้ไปทางทิศใต้ใน antiskyrmion แต่ antiskyrmions และ skyrmions ผลักกันอย่างมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้กลายเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างถุงสกายรีออน
"ถ้าฉันเอาท้องฟ้าและยืดออกนิดหน่อยแล้วก็ใช้ยาแก้ท้องเฟ้อและวางมันไว้ที่กึ่งกลางของมัน…พวกมันจะไม่ทำลายมันเป็นโครงสร้างที่มั่นคง" ฟอสเตอร์บอกวิทยาศาสตร์สด
ยิ่งไปกว่านั้นนักวิจัยก็ตระหนักว่าเมื่อท้องฟ้าได้ยืดออกไปแล้วคุณก็จะสามารถต้านการซึมเศร้าได้มากขึ้น
และการตระหนักถึงสิ่งนั้นฟอสเตอร์กล่าวเปิดประตูอีกครั้งกับแนวคิดหกปีเกี่ยวกับการทำให้ท้องฟ้าทำงานได้
ที่เก็บข้อมูล Skyrmion
ย้อนกลับไปในปี 2013 นักวิจัยสามคนเสนอทฤษฎี "skyrmion racetrack memory device" ในวารสาร Nature Nanotechnology
แนวคิดก็คือรูปแบบแม่เหล็กเล็กน้อยอาจเสนอวิธีแก้ปัญหาพื้นฐานในการออกแบบคอมพิวเตอร์: การใช้ไฟฟ้า
“ หากคุณพิจารณาว่าฮาร์ดไดรฟ์แบบเก่าซึ่งเป็นดิสก์แบบหมุนได้นั้นต้องใช้พลังงานจำนวนมาก” ฟอสเตอร์กล่าว
นักวิจัยปี 2556 เสนอการเปลี่ยนพลังงานต่ำจะใช้ประโยชน์จากความจริงที่ว่าในปัจจุบันมีขนาดเล็กมากทำให้ skyrmions บนพื้นผิวแม่เหล็กจะวิ่งหนีอย่างรวดเร็ว
บางทีนักวิจัยเหล่านั้นแนะนำว่าถ้าคุณเอาวัสดุแม่เหล็กที่ยาวและบาง (สนามแข่ง) และโหลดด้วย skyrmions คุณสามารถเข้ารหัสข้อมูลลงในวัสดุแม่เหล็กในช่องว่างระหว่าง quasiparticles เครื่องอ่านแม่เหล็กสามารถตีความช่องว่างที่ยาวระหว่างสกายอาร์ชันเป็นไบนารี 1 และช่องว่างสั้น ๆ เป็นไบนารี่ 0 ได้
เพื่อดึงข้อมูลที่เก็บไว้จากนั้นกระแสไฟฟ้าสามารถสะกิด skyrmions เป็นการ scooting ไปมาภายใต้เครื่องอ่านแม่เหล็ก ใช้พลังงานน้อยมากในการเคลื่อนย้ายท้องฟ้าไปมาบนพื้นผิวแม่เหล็กดังนั้นอุปกรณ์ที่ได้อาจมีประสิทธิภาพมาก
แต่แนวคิดนั้นมีปัญหาพื้นฐานอยู่บ้างฟอสเตอร์กล่าว ในขณะที่ Skyrmions ค่อนข้างคงที่ช่องว่างระหว่างท้องฟ้า เมื่อเวลาผ่านไปความไม่สมบูรณ์ในแถบแม่เหล็กจะทำให้ยุ่งเหยิงข้อมูลเมื่อท้องฟ้าเคลื่อนไปมา
"สนามแม่เหล็กที่เร่ร่อนเข้ามาและมันก็เหมือนกับการกระแทกความเร็วที่ปรากฏและหายไปและเมื่อช่องว่างเหล่านั้นปรากฏขึ้นและหายไปช่องว่างระหว่างความตั้งใจของคุณจะหายไป" ฟอสเตอร์กล่าว
ถุงสามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างไร
สิ่งที่น่าสนใจจริง ๆ ที่นี่ฟอสเตอร์กล่าวคือกระเป๋าสกายอาร์ไอออนไม่แพ้ยาต้านไวรัสเมื่อเวลาผ่านไปหรือเมื่อพวกเขาผ่านแม่เหล็ก
นักวิจัยในการศึกษาใหม่เขียนและคอมพิวเตอร์สามารถเข้ารหัสและดึงข้อมูลขึ้นอยู่กับจำนวน antiskyrmions ในแต่ละถุงที่ผ่านผู้อ่าน
“ เพื่อนร่วมงานของฉันรู้สึกตื่นเต้นกับความคิดที่ว่าคุณสามารถเพิ่มความหนาแน่นของข้อมูลด้วยวิธีนี้ได้” ฟอสเตอร์กล่าว
ที่เก็บคอมพิวเตอร์ทั่วไปอาศัยเพียง 1 วินาทีและ 0 วินาทีเขากล่าวว่าระบบถุง skyrmion สามารถใช้ 0s, 1s, 2s, 3s และอื่น ๆ นั่นจะเป็นการเปิดประตูสู่การเข้ารหัสข้อมูลในรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งสามารถบรรจุข้อมูลลงในพื้นที่ที่กำหนดได้มากกว่าวิธีเลขฐานสองแบบดั้งเดิม
การทดสอบผลึกเหลว
ยังไม่มีใครทำกระเป๋า skyrmion บนแถบแม่เหล็ก แต่หลังจากการทดสอบแนวคิดโดยใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ฟอสเตอร์และทีมของเขาในสหราชอาณาจักรได้หันไปหากลุ่มนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยโคโลราโดเพื่อนำถุงสกายอาร์ไอออนที่มีชื่อเสียงแห่งแรกเข้ามาในโลก
โดยทั่วไปนักฟิสิกส์คิดว่า Skyrmions เป็นสิ่งที่มีอยู่ในสนามแม่เหล็ก แต่อนุภาคนั้นยังมีอยู่ในสารอื่น ๆ เช่นผลึกเหลว - จัดเรียงโมเลกุลแข็งเหมือนแกนซึ่งเติมหน้าจอบนแล็ปท็อปและโทรศัพท์มือถือของคุณ
ด้วยความแม่นยำ "แหนบออปติคอล" ทีมมหาวิทยาลัยโคโลราโด (นำโดยนักทดลอง Ivan Smalyukh) "ดึง" ถุงสกายอาร์ไอออนในผลึกเหลว Jung-Shen Tai นักศึกษาบัณฑิตฟิสิกส์ในห้องปฏิบัติการกล่าว
ถุง skyrmion เหล่านี้ยังคงลบไม่ออกในสารผลึกและมองเห็นได้เมื่อนักวิจัยมองผ่านกล้องจุลทรรศน์ (พร้อมกับการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์) เป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่าถุงสกายอาร์ไอออนก็จะมีความเสถียรในแม่เหล็กเช่นกัน
จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครรายงานว่าได้สร้างอุปกรณ์เก็บข้อมูลสนามแข่งในโลกแห่งความเป็นจริงให้ใช้อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเพียงอย่างเดียวโดยใช้ถุง skyrmion แต่อุปกรณ์ดังกล่าวกำลังจะมาฟอสเตอร์ยืนยัน
"ฉันรู้แล้วว่าผู้คนกำลังทำงานเพื่อมอบสิ่งเหล่านี้" เขากล่าว
