Pengamatan eksperimental pertama dari “cincin pusaran” magnet tiga dimensi

Suara pusaran yang dibentuk kembali di dalam mikropilar magnetik. Kredit: Claire Donnelly

Pengamatan eksperimental pertama cincin pusaran magnet tiga dimensi memberikan wawasan dasar ke dalam struktur skala nano yang kompleks di dalam magnet curah dan memberikan perspektif baru untuk perangkat magnet.

Magnet sering kali merupakan senjata kecantikan yang tersembunyi. Ambil magnet kulkas sederhana: agak kontras, magnet itu ‘lengket’ di satu sisi tetapi tidak di sisi lain. Ada kerahasiaan dalam cara magnetisasi diatur dalam pola yang terdefinisi dengan baik di antara elemen-elemen. Tekstur magnetis yang lebih kompleks merupakan inti dari banyak teknologi modern, seperti hard disk drive. Sekarang, Institut PSI Paul Sherr, ETH Zurich, Universitas Cambridge, Institut Donetsk di Moskow, dan Institut RAS untuk Matematika Numerik untuk Moskow telah mengumumkan penemuan struktur magnet tak terduga di dalam kolom kecil. Bahan magnetik Gadlinium cobalt.

Mereka menulis dalam makalah penelitian yang diterbitkan di jurnal 30 November 2030 Fisika Alam,[1] Para peneliti mengamati konfigurasi berbentuk lingkaran sub-mikrometer, yang mereka identifikasi sebagai cincin pusaran magnet. Di luar daya tarik estetika mereka, tekstur ini dapat menunjukkan struktur tiga dimensi yang lebih kompleks yang muncul dalam jumlah besar dalam magnet dan suatu hari nanti dapat menjadi dasar penerapan teknologi baru.

Wawasan disertakan

Menentukan mekanisme magnetisasi dalam magnet merupakan tantangan, terutama untuk struktur mikro dan skala nano, yang studi biasanya terbatas untuk melihat lapisan dangkal tepat di bawah permukaan. Ini berubah pada 2017 ketika para peneliti di PSI dan ETH Zurich menemukan metode sinar-X untuk nanotomografi magnet curah, yang mereka tunjukkan dalam eksperimen di sumber cahaya Swiss. SLS.[2] Kemajuan ini membuka jendela unik ke dalam kehidupan internal magnet, menyediakan alat untuk menentukan konfigurasi magnet tiga dimensi dalam skala nano antara spesimen berukuran mikrometer.

Cincin berputar di dalam mikropilar magnetik

Suara pusaran yang dibentuk kembali di dalam mikropilar magnetik. Kredit: Claire Donnelly

Dengan menggunakan kemampuan ini, anggota tim inti, bersama dengan mitra internasional, kini telah memasuki wilayah baru. Ukuran lingkaran menakjubkan yang mereka amati ditampilkan dalam spesimen mikropilar gadlinium cobalt yang sama di mana mereka sebelumnya mengidentifikasi konfigurasi magnetik kompleks yang mengandung pusaran – terlihat saat menyortir struktur ketika air tumpah dari kolam – dan bagian topologi mereka, an. Ini adalah yang pertama, tetapi kehadiran tekstur ini tidak mengherankan. Namun, tanpa diduga, para ilmuwan juga menemukan loop yang terdiri dari kombinasi pair dan antivirus. Pengamatan itu awalnya mengejutkan. Dengan menerapkan teknik analisis data yang canggih dari novel, mereka akhirnya menetapkan bahwa struktur ini mengandung apa yang disebut cincin berputar – singkatnya, rotasi berbentuk donat.

Sentuhan baru dengan cerita lama

Cincin pusaran sudah tidak asing lagi bagi semua orang yang pernah terlihat berdenging dalam asap atau menyaksikan lumba-lumba menghasilkan gelembung udara berbentuk lingkaran, menghibur mereka sama seperti penontonnya. Cincin pusaran magnet yang baru ditemukan menawan dengan caranya sendiri. Pengamatan mereka sendiri tidak mengkonfirmasi prediksi yang dibuat hampir dua dekade lalu, memutuskan apakah struktur seperti itu bisa ada. Mereka juga menawarkan kejutan. Secara khusus, cincin pusaran magnet diprediksi sebagai fenomena sementara, tetapi percobaan yang sekarang telah dilaporkan menunjukkan bahwa struktur ini jauh lebih stabil.

Keterlibatan praktis yang signifikan dari daya tahan cincin pusaran magnet harus dilibatkan. Untuk satu, mereka dapat melewati materi yang berpotensi magnet, karena cincin asap memainkan gelembung udara melalui udara atau air dengan cakap membuka kemungkinan potensi penyimpanan dan pemrosesan data 3D yang hemat energi untuk mempelajari cara mengontrol cincin dalam volume magnet. Ada juga minat dalam fisika struktur baru ini, karena pusaran magnet dapat mengambil bentuk yang mendukung bagian asap dan gelembungnya. Tim telah mengamati beberapa konfigurasi unik dan berjanji untuk melangkah lebih jauh dan menerangi eksplorasi lebih lanjut mereka ke keindahan yang lebih magnetis.

Referensi:

  1. Claire Donnelly, Konstantin L. Metlov, Valerio Skagnoli, Manuel Guiser-Ciceros, Mirko Holler, Nicholas S. Bingham, Jrg Rabe, Laura J. Heiderman, Nigel R. Copier, dan Sebastian. , Fisika Alam.
    DOI: 10.1038 / s41567-020-01057-3
  2. “Struktur magnetik tiga dimensi oleh nanotomografi vektor sinar-X” diterbitkan oleh Claire Donnelly, Manuel Guiser-Ciceros, Valerio Skagnoli, Sebastian Gliga, Mirko Holler, Jarg Rabe dan Laura J. Heiderman, 20 Juli 2017 Alam.
    DOI: 10.1038 / Alam 23006

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Diet junk food dapat meningkatkan risiko mengemudi berbahaya di antara pengemudi truk

Diet tidak sehat yang terkait dengan kelelahan yang lebih besar: Faktor kunci dalam peningkatan risiko kecelakaan, kata para peneliti. Pola makan yang tidak sehat dapat...

Fotosintesis buatan menjanjikan sumber energi yang bersih dan berkelanjutan

Manusia dapat melakukan banyak hal yang tidak dapat dilakukan oleh tumbuhan. Kita bisa berjalan, berbicara, mendengarkan, melihat dan menyentuh. Tetapi tanaman memiliki...

Es laut di pantai Arktik menipis secepat yang saya kira

Es Arktik yang menurun bisa dibilang salah satu korban terbesar perubahan iklim, dan dampaknya sangat luas, dari keadaan beruang kutub yang ikonik dan satwa...

Dinosaurus terbesar di Australia – “Titan Selatan” – baru saja memasuki buku rekor!

Kolaborasi Australia, "Titan Cooper Selatan." Penulis: Vlad Konstantinov, Scott Hoknul © Museum Sejarah Alam Eromanga Apa lapangan basket yang lebih tinggi dari b-double, dan...

Maju dengan roket SLS Moon raksasa, pertemuan dekat dengan Ganymede dan gerhana cincin api

Inti roket Space Launch System (SLS) seberat 188.000 pon telah naik ke peluncur bergerak, di antara dua pendorong roket padat. Kredit: NASA Bergerak maju...

Newsletter

Subscribe to stay updated.