Ett team av fysiker har avslöjat egenskaperna hos en kategori av magnetiska vågor som är relevanta för utvecklingen av neuromorfisk datoranvändning - ett artificiellt intelligenssystem som försöker efterlikna mänsklig hjärnfunktion.
"När vi fortsätter att banbryta nya datorparadigm, att förstå egenskaperna och löften för deras byggstenar är viktigt, " förklarar Andrew Kent, en fysiker vid New York University som ledde forskargruppen. "Våra resultat avslöjar hur en av dessa komponenter fungerar, vilket är nästa steg i att hjälpa till att förverkliga sin potential."
Forskningen, som står i journalen Vetenskapliga rapporter , inkluderade också forskare från universitetet i Barcelona och Institutet för materialvetenskap i Barcelona. Dess huvudförfattare var Jinting Hang, en doktorand i fysik från NYU, och Christian Hahn, en postdoktor från NYU som för närvarande arbetar vid Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) i Tyskland.
Kent och hans kollegor avbildade tidigare magnetiska solitoner, en då oupptäckt magnetisk våg, som erbjuder möjligheten att fungera som ett energieffektivt sätt att överföra data i hemelektronik.
Solitons, eller ensamma vågor, teoretiserades att förekomma i magneter på 1970-talet. De bildas på grund av en känslig balans av magnetiska krafter - ungefär som vattenvågor kan bilda en tsunami. Dessa magnetiska vågor kan potentiellt utnyttjas för att överföra data i magnetiska kretsar på ett sätt som är mycket mer energieffektivt än nuvarande metoder som involverar rörlig elektrisk laddning.
I Vetenskapliga rapporter studie, forskarna undersökte en specifik typ av soliton - en magnetisk droppe, som är dynamisk; de magnetiska vågorna som utgör denna typ av soliton svänger snabbt.
I sitt arbete, forskarna grävde fram några av dessa droppsolitoners funktionalitet – specifikt, hur långt eller långa solitoner kan fortplanta sig utan att skingras och hur lång tid det tar att bilda dem.
"Denna kategori av solitoner kan vara viktig för utvecklingen av hjärninspirerade datorsystem, " förklarar Kent. "Till exempel, de fungerar som oscillatorer med ett minne och efterliknar därför vissa egenskaper hos neuroner."
En video av denna process kan ses här. Den visar en magnetisk droppe som kretsar kring en elektrisk kontakt till ett tunt magnetiskt lager. Kontaktens omkrets visas med den blå cirkeln. De magnetiska momenten i droppen svänger mycket snabbt jämfört med den tid det tar för droppen att slutföra en bana. Som vattendroppar, en magnetisk droppe kommer att avdunsta, eller försvinna, när den inte längre upprätthålls av en elektrisk ström.
