Ученые открыли новый физический феномен

микроскоп фото

Группа ученых открыла новое физическое явление: сложные плетеные структуры, состоящие из крошечных магнитных вихрей, известных как скирмионы.

Скирмионы были впервые обнаружены экспериментально чуть более 10 лет назад и с тех пор стали предметом многочисленных исследований, а также послужили возможной основой для инновационных концепций обработки информации, которые обеспечивают лучшую производительность и меньшее потребление энергии. Кроме того, скирмионы влияют на магниторезистивные и термодинамические свойства материала. Таким образом, открытие актуально как для прикладных, так и для фундаментальных исследований.

Работа ученых опубликована в Nature Communications.

По словам ученых, веревки, нити и плетеные конструкции можно увидеть повсюду в повседневной жизни — шнурки, шерстяные пуловеры, стальные тросы. Эти структуры также обычно встречаются в природе и могут, например, придавать растительным волокнам прочность на растяжение или изгиб.

Физики из из Германии, Швеции и Китая обнаружили, что такие структуры существуют в наномасштабе в сплавах железа и металлоидного германия.

Каждая из этих нанострунных цепочек состоит из нескольких скирмионов, скрученных вместе в большей или меньшей степени, как нити веревки. Каждый скирмион сам по себе состоит из магнитных моментов, которые направлены в разные стороны и вместе принимают форму вытянутого крошечного вихря.

Отдельная нить скирмиона имеет диаметр менее одного микрометра. Длина магнитных структур ограничена только толщиной образца: они простираются от одной поверхности образца к противоположной поверхности.

Более ранние исследования других ученых показали, что такие нити в основном линейны и имеют почти стержневую форму. Однако микроскопические исследования сверхвысокого разрешения, проведенные в Центре Эрнста Руска в Юлихе и теоретических исследованиях Института Петера Грюнберга Юлиха, выявили более разнообразную картину: на самом деле нити могут скручиваться вместе в разной степени.

По словам исследователей, эти сложные формы стабилизируют магнитные структуры, что делает их особенно интересными для использования в различных приложениях.

«Математика содержит множество таких структур. Теперь мы знаем, что эти теоретические знания можно воплотить в реальных физических явлениях. Эти типы структур внутри магнитных тел обладают уникальными электрическими и магнитными свойствами. Однако для подтверждения этого необходимы дальнейшие исследования», — заявил физик Николай Киселев.

Чтобы объяснить расхождение между этими исследованиями и предыдущими, исследователь указывает, что анализы с использованием электронного микроскопа сверхвысокого разрешения не просто предоставляют изображение образца, как, например, в случае оптического микроскопа. Это связано с тем, что квантово-механические явления вступают в игру, когда электроны высокой энергии взаимодействуют с электронами в образце.

«Вполне возможно, что другие исследователи тоже видели эти структуры под микроскопом, но не смогли их интерпретировать. Это связано с тем, что по полученным данным невозможно напрямую определить распределение направлений намагниченности в образце. Вместо этого необходимо создать теоретическую модель образца и сгенерировать из нее своего рода электронно-микроскопическое изображение», — поясняет Киселев.

Ранее Курсор писал, что физики смогли измерить продолжительность жизни нейтронов. Международная группа исследователей провела самое точное в мире измерение продолжительности жизни нейтрона, которое может помочь ответить на вопросы о ранней Вселенной.

Ранее Курсор писал, что ученые разгадали многовековую тайну физики. Исследователи Техниона нашли эффективное решение известной проблемы трех тел в физике.

Физики разгадали загадочную тайну нанонауки. Команда физиков раскрыла загадку загадочного явления в области нанонауки: почему некоторые сверхмалые источники тепла остывают быстрее, если поместить их ближе друг к другу.

Курсор писал, что физики впервые создали «атомный торнадо». Ученые создали первый в мире атомный вихревой пучок — закрученный смерч из атомов и молекул с загадочными свойствами, которые еще предстоит понять.

Курсор также сообщал, что физики открыли новый электронный феномен. Исследователи-физики из лаборатории Atomic LEGO Университета Северной Флориды обнаружили новое электронное явление, которое они назвали «асимметричным сегнетоэлектричеством».

Физики впервые подтвердили одну из теорий Стивена Хокинга о черных дырах. Физики впервые экспериментально подтвердили одну из теорий Стивена Хокинга о черных дырах. Теорема Хокинга предсказала, что площадь горизонта событий черной дыры никогда не может уменьшиться.

Кроме этого, физики доказали существование мнимой части квантовой механики. Международная исследовательская группа доказала, что мнимую часть квантовой механики можно наблюдать в действии в реальном мире.

Искусственный интеллект смог решить уравнение Шредингера. Уравнение Шредингера — основное уравнение нерелятивистской квантовой механики, описывающее динамику частиц.

Ранее Курсор писал, что израильские ученые решили старейшую проблему физики. Ученые Еврейского Университета в Иерусалиме во главе с профессором Бараком Колом смогли выяснить, как можно предсказать поведение системы из трех тел, обойдя существенные недостатки сегодняшних методов.

Физики сомневаются в существующей теории расширения Вселенной. Более 20 лет назад стало известно, что расширение Вселенной ускоряется, но физика этого процесса остается загадкой. Однако до сих пор не существует единого физического объяснения этого процесса.

Курсор сообщал, что на Большом адронном коллайдере нашли новую частицу. Ученые впервые обнаружили экзотическую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков.

Эксперименты на Большом адронном коллайдере обнаружили отклонения от Стандартной модели.

Ранее Курсор писал, что ученые измерили самую короткую единицу времени, а CERN одобрила план постройки нового огромного адронного коллайдера.

Напомним Курсор сообщал о том, что ученые открыли новое состояние материи.

Читайте последние новости Израиля и мира на канале Курсора в Telegram.

Автор материала:
Таня Нати
ТЭГИ: