Физики научились управлять отдельным магнитным скирмионом при комнатной температуре
Группа японских физиков впервые смогла управлять движением отдельного магнитного скирмиона при комнатной температуре, используя наносекундные импульсы тока. Исследователи рассчитывают, что в дальнейшем это может иметь приложения в спинтронике. Статья опубликована в Nature Communications.
Скирмионом называют топологический солитон, который представляет собой отображение области физического трехмерного пространства во вспомогательное многообразие, форма и размерность которого зависят от физической системы, в которой возникает скирмион. Это отображение характеризуется целым числом, которое математики называют степенью отображения. С физической точки зрения это число является зарядом, сохраняющимся при взаимодействиях скирмионов друг с другом и с другими частицами. Наличие сохраняющегося заряда делает эту квазичастицу стабильной.
Скирмионы могут иметь разную размерность. Например, трехмерные скирмионы используются в низкоэнергетической хромодинамике для описания барионов и в космологии ранней Вселенной, где их образование может приводить к возникновению наблюдаемых аномалий в неоднородности космического микроволнового фона. Возникают трехмерные скирмионы и в конденсате Бозе — Эйнштейна, и даже в световых лучах.
В твердых телах обычно образуются двумерные магнитные скирмионы, представляющие собой устойчивые вихреподобные области обратной намагниченности. Их движением в материале можно управлять с помощью приложенного поверхностного тока. До сих пор, однако, ученым удавалось контролировать или скирмионные пузыри микрометровых размеров в тонкопленочных гетероструктурах с помощью очень больших плотностей тока порядка 10