Un team di fisici ha scoperto le proprietà di una categoria di onde magnetiche rilevanti per lo sviluppo del calcolo neuromorfico, un sistema di intelligenza artificiale che cerca di imitare la funzione del cervello umano.

"Mentre continuiamo a essere pionieri di nuovi paradigmi di calcolo, comprendere le caratteristiche e le promesse dei loro elementi costitutivi è essenziale, " spiega Andrew Kent, un fisico della New York University che ha guidato il gruppo di ricerca. "I nostri risultati rivelano come agisce uno di questi componenti, che è il prossimo passo per aiutare a realizzare il loro potenziale."

La ricerca, che appare sul giornale Rapporti scientifici , includevano anche scienziati dell'Università di Barcellona e dell'Istituto di Scienza dei Materiali di Barcellona. I suoi autori principali erano Jinting Hang, uno studente laureato in fisica della New York University, e Christian Hahn, un borsista post-dottorato della New York University che attualmente lavora presso Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Germania.

Kent e i suoi colleghi hanno precedentemente ripreso i solitoni magnetici, un'onda magnetica allora non rilevata, che offrono la possibilità di fungere da mezzo efficiente dal punto di vista energetico per trasferire dati nell'elettronica di consumo.

Solitoni, o onde solitarie, sono stati teorizzati per verificarsi nei magneti negli anni '70. Si formano a causa di un delicato equilibrio di forze magnetiche, proprio come le onde dell'acqua possono formare uno tsunami. Queste onde magnetiche possono essere potenzialmente sfruttate per trasmettere dati in circuiti magnetici in un modo molto più efficiente dal punto di vista energetico rispetto ai metodi attuali che comportano lo spostamento di cariche elettriche.

Nel Rapporti scientifici studio, gli scienziati hanno esaminato un tipo specifico di solitone:una gocciolina magnetica, che è dinamico; le onde magnetiche che compongono questo tipo di solitoni oscillano rapidamente.

Nel loro lavoro, i ricercatori hanno portato alla luce alcune delle funzionalità di questi solitoni di goccioline, in particolare, quanto lontano o lunghi i solitoni possono propagarsi senza dissiparsi e quanto tempo impiegano a formarsi.

"Questa categoria di solitoni può essere importante per lo sviluppo di sistemi informatici ispirati al cervello, " spiega Kent. "Ad esempio, funzionano come oscillatori con una memoria e quindi imitano alcune caratteristiche dei neuroni".

Un video di questo processo può essere visualizzato qui. Mostra una goccia magnetica in orbita attorno a un contatto elettrico con un sottile strato magnetico. Il perimetro del contatto è indicato dal cerchio blu. I momenti magnetici nella gocciolina oscillano molto rapidamente rispetto al tempo impiegato dalla gocciolina per completare un'orbita. Come gocce d'acqua, una goccia magnetica evaporerà, o scomparire, quando non è più sostenuto da una corrente elettrica.