Scienziati delle Università di Birmingham, Bristol e Colorado, Boulder ha compiuto un passo avanti verso lo sviluppo della prossima generazione di dispositivi di archiviazione ed elaborazione dati, usando una scienza emergente chiamata skyrmionics.

Skyrmionics si concentra sullo sfruttamento delle proprietà di strutture di dimensioni nanometriche in pellicole magnetiche chiamate skyrmioni. Questi ruotano sulla superficie del magnete come minuscoli vortici, e gli scienziati ritengono che potrebbero essere utilizzati per memorizzare quantità di dati molto più dense di quanto sia attualmente possibile utilizzando le tecniche di memorizzazione dei dati magnetici esistenti su cui si basano attualmente i computer moderni.

La forma di queste strutture skyrmion significa che i dati codificati in esse potrebbero anche essere trasferiti utilizzando molta meno energia di quella attualmente ottenibile.

Ma organizzare queste nuove strutture in modo da renderle capaci di archiviare e trasferire dati si è rivelata una sfida.

In un nuovo studio, pubblicato in Fisica della natura , il gruppo di ricerca di teorici con sede nel Regno Unito e sperimentalisti con sede negli Stati Uniti ha dimostrato un modo di combinare più skyrmioni insieme in strutture che chiamano "sacchetti di skyrmion", che consente un maggiore impacchettamento di informazioni nei sistemi skyrmion.

"La sfida di migliorare il nostro storage dei dati sta diventando sempre più urgente, " spiega Mark Dennis, Professore di Fisica Teorica presso l'Università di Birmingham e autore principale dello studio. "Avremo bisogno di nuovi approcci tecnologici per aumentare la quantità di dati che vogliamo archiviare nei nostri computer, telefoni e altri dispositivi, e le borse skyrmion potrebbero essere una strada per questo. Piuttosto che usare treni di singoli skyrmion per codificare bit binari, ogni borsa skyrmion può contenere un numero qualsiasi di skyrmion, aumentando in modo massiccio il potenziale per l'archiviazione dei dati."

Il team ha modellato la propria tecnica in dispositivi magnetici utilizzando simulazioni al computer, e lo ha testato con successo in esperimenti che coinvolgono cristalli liquidi.

"È particolarmente entusiasmante vedere questa tecnologia all'opera nei cristalli liquidi poiché apre nuove possibilità per i progressi in aree come schermi di visualizzazione, sensori o anche celle solari, " aggiunge il co-autore principale, Dott. David Foster, presso l'Università di Bristol.

Gli Skyrmion sono stati originariamente proposti come modello teorico delle particelle fondamentali dal professor Tony Skyrme dell'Università di Birmingham negli anni '60. Questa ricerca, finanziato dal Leverhulme Trust e dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, dimostra come le idee puramente teoriche in fisica possono portare a nuove tecnologie innovative.