Credito:Claudio Verdozzi
La ricerca dell'Università di Lund in Svezia ha trovato un nuovo modo per creare particelle magnetiche di dimensioni nanometriche utilizzando impulsi di luce laser ultraveloci. La scoperta potrebbe aprire la strada a componenti tecnici nuovi e più efficienti dal punto di vista energetico e diventare utili nei computer quantistici del futuro.
Gli skyrmioni magnetici sono talvolta descritti come vortici magnetici. A differenza degli stati ferromagnetici, che si verificano nei magneti convenzionali come bussole e magneti da frigorifero, lo stato skyrmion è piuttosto peculiare:l'orientamento della magnetizzazione non punta nella stessa direzione ovunque nel materiale, ma è invece meglio descritto come una sorta di vorticoso magnetismo.
Gli Skyrmion sono di grande interesse sia per la ricerca di base che per l'industria, poiché possono essere utilizzati per produrre memorie per computer più compatte. Tuttavia, è più facile a dirsi che a farsi. L'uso di skyrmion per scopi tecnici richiede modi efficienti di scrivere, cancellare e manipolare le particelle su scale temporali brevi e con un'elevata precisione spaziale.
In un nuovo studio pubblicato su npj Computational Materials , i ricercatori Claudio Verdozzi dell'Università di Lund ed Emil Viñas Boström e Angel Rubio del Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter di Amburgo hanno trovato un nuovo approccio.
"Nel nostro studio, abbiamo teoricamente mostrato come sia possibile soddisfare uno di questi requisiti, ovvero come creare skyrmioni magnetici in scale temporali ultra brevi utilizzando impulsi di luce laser", afferma Claudio Verdozzi, ricercatore di fisica presso l'Università di Lund .
Il team di ricerca ha identificato un meccanismo microscopico che spiega un protocollo sperimentale che si è dimostrato utile nella creazione degli strani skyrmion. Utilizzando impulsi laser a femtosecondi, impulsi di luce che durano un milionesimo di miliardesimo di secondo, i ricercatori hanno dimostrato che è possibile creare skyrmion ultraveloci.
"I nostri risultati sono di grande rilevanza per la creazione di componenti tecnici più efficienti dal punto di vista energetico. Il nostro studio mostra che la luce può essere utilizzata per manipolare eccitazioni magnetiche localizzate in scale temporali molto brevi", afferma Claudio Verdozzi.
Ci sono una serie di applicazioni a cui la nuova scoperta può portare, inclusa la tecnologia quantistica, un'area in cui le proprietà della meccanica quantistica vengono utilizzate per risolvere calcoli estremamente avanzati che i computer tradizionali non possono gestire. Si ritiene che anche le eccitazioni magnetiche come gli skyrmion e le cosiddette onde di spin siano in grado di aiutare a ridurre il consumo di energia nei componenti tecnologici e possano quindi aiutare a raggiungere gli obiettivi climatici futuri.
"Gli Skyrmion sono al centro della ricerca sia teorica che sperimentale grazie al loro potenziale tecnologico. Inoltre, i loro modelli magnetici esotici possiedono un fascino concettualmente e matematicamente bello che li rende molto interessanti", conclude Claudio Verdozzi. + Esplora ulteriormente
