เว็บตรงมาถูกทางแล้ว

เว็บตรงมาถูกทางแล้ว

Skyrmions เป็นประเภทของ “quasiparticle” ซึ่งเป็นการรบกวนเว็บตรงภายในวัสดุที่มีลักษณะเหมือนอนุภาคเดียว แม้จะเป็นกลุ่มของอนุภาคเดี่ยวจำนวนมากก็ตาม แม้ว่า skyrmion จะประกอบด้วยอะตอมซึ่งยังคงนิ่งอยู่ในวัสดุ แต่ skyrmion สามารถเคลื่อนที่ไปมาได้เหมือนอนุภาคจริง โดยการเลื่อนจากอะตอมกลุ่มหนึ่งไปยังอีกกลุ่มหนึ่ง นักฟิสิกส์สสารควบแน่น Kirsten von Bergmann จากมหาวิทยาลัยฮัมบูร์กกล่าวว่า “สนามแม่เหล็กหมุนไปรอบ ๆ และท้องฟ้าก็เคลื่อนที่ได้

ในความเป็นจริง skyrmions ถูกเสนอครั้งแรกในบริบทของอนุภาค 

นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Tony Skyrme ผู้ซึ่งใช้ชื่อของเขากับนอต ได้แนะนำเมื่อ 60 ปีที่แล้วว่าอนุภาคต่างๆ เช่น นิวตรอนและโปรตอนอาจถูกมองว่าเป็นปมชนิดหนึ่ง ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 นักฟิสิกส์ได้ตระหนักว่าคณิตศาสตร์ที่สนับสนุนแนวคิดของ Skyrme นั้นสามารถเป็นตัวแทนของนอตในการดึงดูดวัสดุที่เป็นของแข็งได้

นักวิจัยเสนอให้ skyrmions ดังกล่าวในรูปแบบการจัดเก็บข้อมูลแห่งอนาคต สายโซ่ของ skyrmion สามารถเข้ารหัสบิตภายในคอมพิวเตอร์ โดยมี skyrmion แทน 1 และ ไม่มีแทน 0

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง skyrmions อาจเหมาะสำหรับสิ่งที่เรียกว่าความทรงจำ “สนามแข่ง” Cros และเพื่อนร่วมงานเสนอในนาโนเทคโนโลยีธรรมชาติในปี 2013 ในอุปกรณ์สนามแข่ง skyrmions ที่เก็บข้อมูลจะเร่งความเร็วไปตามนาโนริบบอนแม่เหล็กเช่นรถยนต์บน Indianapolis Motor Speedway

นักฟิสิกส์โซลิดสเตต สจวร์ต พาร์กิน เสนอแนวคิดเกี่ยวกับสนามแข่งรุ่นแรกเมื่อหลายปีก่อน ในบทความเรื่องScience ปี 2008 Parkin และเพื่อนร่วมงานได้สาธิตจุดเริ่มต้นของหน่วยความจำในสนามแข่งโดยไม่ได้อิงจาก skyrmions แต่อาศัยคุณสมบัติแม่เหล็กที่เรียกว่าผนังโดเมน ซึ่งแยกบริเวณที่มีทิศทางต่างกันของการสะกดจิตในวัสดุ ผนังโดเมนเหล่านั้นสามารถผลักไปตามรางโดยใช้กระแสไฟฟ้าไปยังเซ็นเซอร์ที่จะอ่านข้อมูลที่เข้ารหัสภายใน เพื่อเพิ่มพื้นที่ว่างให้สูงสุด สนามแข่งสามารถวนขึ้นและลงได้ (เช่นการขี่ Mario Kart อย่างดุเดือด) ทำให้มีหน่วยความจำ 3 มิติที่สามารถบรรจุข้อมูลได้มากกว่าชิปแบบแบน

ขับมัน

ในหน่วยความจำ “สนามแข่ง” skyrmions สามารถสร้างขึ้นเพื่อเป็นตัวแทนของ 0 หรือ 1 ผลักดันโดยกระแสไฟฟ้า วงแม่เหล็กจะเดินทางไปยังเซ็นเซอร์เพื่ออ่าน การบีบแทร็กเป็นลูป (สิ่งที่ใส่เข้าไป) จะเก็บข้อมูลในพื้นที่น้อยลง 

ที. ทิบบิทส์

ที่มา: S. Krause and R. Wiesendanger/ Nature Materials 2016

“ตอนที่ฉันเสนอ [ความทรงจำในสนามแข่ง] ครั้งแรกเมื่อหลายปีก่อน ฉันคิดว่าผู้คนต่างสงสัยกันมาก” Parkin ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ Max Planck Institute of Microstructure Physics ใน Halle ประเทศเยอรมนีกล่าว วันนี้ แนวคิด ทั้งที่มีและไม่มี skyrmions ยังคงดำเนินต่อไป ความทรงจำของสนามแข่งกำลังได้รับการทดสอบในห้องปฏิบัติการ แม้ว่าเทคโนโลยีนี้ยังไม่มีให้บริการในคอมพิวเตอร์

เพื่อให้ระบบดังกล่าวทำงานร่วมกับ skyrmions ได้ นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องทำให้ปมแตกได้ง่ายขึ้นที่อุณหภูมิห้อง สำหรับความทรงจำในสนามแข่งที่ใช้ skyrmion เพื่อแข่งขันกับเทคโนโลยีในปัจจุบัน skyrmion ต้องมีขนาดเล็กและเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วและง่ายดายผ่านวัสดุ และควรสร้างและทำลายได้ง่าย โดยใช้สิ่งง่ายๆ เช่น กระแสไฟฟ้า สิ่งเหล่านี้เป็นข้อเรียกร้องที่สูงส่ง: การก้าวไปข้างหน้าในข้อกำหนดหนึ่งบางครั้งนำไปสู่การถอยหลังในข้อกำหนดอื่น แต่นักวิทยาศาสตร์กำลังเข้าใกล้การควบคุมสิ่งมหัศจรรย์ทางแม่เหล็กมากขึ้นเว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง