• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Varför skyrmioner kan ha mycket gemensamt med glas och högtemperatursupraledare
    Skyrmioner, små virvlar av magnetiska ögonblick, har nyligen tilldragit sig mycket uppmärksamhet på grund av deras potentiella tillämpningar inom spintronik och andra fysikområden. Överraskande nog delar skyrmioner flera spännande likheter med två till synes orelaterade fenomen:glas och högtemperatursupraledare.

    Likheter med Glas:

    1. Frustration och störning :Glas är ett fast ämne där atomer eller molekyler är ordnade på ett oordnat sätt, vilket leder till frustration i systemet. På liknande sätt kan skyrmioner ses som magnetiska "kvasipartiklar" som uppstår på grund av frustration i de magnetiska interaktionerna mellan snurr.

    2. Fasövergång :Övergången från ett normalt vätska till ett glasartat tillstånd innebär en förändring av materialets struktur och dynamik. När det gäller skyrmioner genomgår vissa material en fasövergång från ett konventionellt magnetiskt tillstånd till en skyrmionfas då temperaturen eller magnetfältet varieras.

    3. Långsam dynamik :Glas uppvisar långsam avslappningsdynamik på grund av frustrationen och oordningen i dess atomarrangemang. Skyrmioner kan också uppvisa långsam dynamik, såsom kryprörelse och avslappning, på grund av interaktionerna mellan skyrmioner och deras miljö.

    Likheter med High-Temperature Superconductors (HTSC):

    1. Fluxkvantisering :HTSC kännetecknas av kvantisering av magnetiskt flöde, vilket innebär att det magnetiska flödet genom vissa områden av materialet är begränsat till specifika diskreta värden. Skyrmioner uppvisar också flödeskvantisering, eftersom det magnetiska momentet som omges av en skyrmion kvantiseras.

    2. Vortexliknande strukturer :HTSC:er uppvisar virvelliknande strukturer som kallas Abrikosovvirvlar, som bildas när magnetfält penetrerar supraledaren. Skyrmioner kan också ses som virvelliknande strukturer i spinnstrukturen, även om de skiljer sig åt i sina underliggande mekanismer.

    3. Topologiskt skydd :Både skyrmioner och Abrikosovvirvlar är topologiskt skyddade, vilket innebär att deras existens och egenskaper är robusta mot vissa typer av störningar. Detta topologiska skydd spelar en avgörande roll för dessa strukturers stabilitet och beteende.

    Dessa likheter mellan skyrmioner, glas och HTSC:er belyser det rika och mångsidiga beteendet som kan uppstå i komplexa fysiska system. Att förstå sambanden mellan dessa till synes disparata fenomen kan ge värdefulla insikter i de grundläggande principerna som styr deras beteende och öppna nya vägar för utforskning och potentiella tekniska tillämpningar.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com