Représentation d'un artiste des champs magnétiques imbriqués du skyrmion.
(Image: © Science Advances / Creative Commons)
Un skyrmion peut être décrit comme une quasi-particule tourbillonnante, un nœud de lignes de champ torsadées ou un ouragan subatomique. Ils sont également l'un des concepts physiques les plus difficiles à comprendre pour les humains. En effet, ces perturbations de taille nanométrique sont plus faciles à décrire mathématiquement et, bien que connues depuis près de 60 ans, les physiciens n'ont que récemment commencé à trouver des applications pratiques pour les skyrmions.
Histoire des skyrmions
Les Skyrmions portent le nom du physicien nucléaire britannique Tony Skyrme, qui a d'abord proposé leur existence en 1961. Son idée était de modéliser des entités subatomiques comme les protons et les neutrons en utilisant des torsions alambiquées dans le champ quantique que toutes les particules possèdent, selon l'American Physical Society. Alors que le concept était utile à bien des égards, comme la prédiction précise de certaines des propriétés des particules fondamentales comme les quarks et les gluons, il se débattait avec d'autres aspects du comportement nucléaire.
L'idée a finalement été remplacée par une théorie connue sous le nom de chromo-dynamique quantique, qui a mieux réussi à modéliser les particules subatomiques. Mais les skyrmions ont été ravivés par des chercheurs travaillant sur les champs magnétiques, qui peuvent également être amenés à former des tourbillons de type tourbillon.
Dans un skyrmion magnétique, les lignes de champ magnétique nouées s'enroulent comme des porte-clés accrochés à d'autres porte-clés, création d'une forme à l'échelle nanométrique il est impossible de se séparer sans casser les anneaux. Dans un champ magnétique, la formation peut dériver d'un endroit à un autre, avec le skyrmion se refaire une beauté des lignes à un endroit donné.
À quoi servent les skyrmions?
Parce que les skyrmions sont si petits et stables, les physiciens sont intéressés à contrôler ces entités de type particules pour une utilisation dans des ordinateurs futuristes et le stockage de mémoire électronique, selon Physics Today. Initialement, les chercheurs ne pouvaient induire que des skyrmions magnétiques dans des matériaux qui avaient été refroidis à des températures très froides, mais ils sont maintenant systématiquement produits dans des objets à température ambiante.
Comme il faut relativement peu de puissance pour maintenir et accéder électroniquement aux données stockées dans des skyrmions magnétiques, les ingénieurs pensent que ces particules pourraient dispositifs de stockage de mémoire très efficaces. Un domaine émergent appelé skyrmionics est maintenant dédié à la création de tels appareils de nouvelle génération.
Skyrmions pourrait également expliquer un phénomène étrange et mystérieux connu sous le nom de foudre en boule - un orbe rougeoyant rare qui peut apparaître pendant les orages et skitter dans les airs, survivant de loin à la foudre dentelée plus connue. En 2018, une équipe a proposé que les processus naturels qui créent en quelque sorte les nœuds tourbillonnants qui surviennent dans les skyrmions soient les mêmes qui produisent la foudre en boule.
D'autres chercheurs ont commencé à faire revivre les modèles originaux de Skyrme et les ont modifiés pour mieux expliquer les concepts de la physique nucléaire, tels que prédire le comportement et la forme des noyaux.
Ressources additionnelles:
- En savoir plus sur l'utilisation des skyrmions dans la technologie informatique, auprès de Engineering & Technology.
- En savoir plus sur les skyrmions en tant que nouvelle génération de stockage de données, auprès de Berkeley Lab.
- Regardez Qu'est-ce qu'un Skyrmion? De Science News.
