Dolar 13,7033
Euro 15,5541
Altın 785,05
BİST 2.005
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 13 °C
Sağanak Yağışlı

Bilim İnsanları Yeni Fiziksel Olayı Keşfetti: Skyrmionlardan Oluşan Karmaşık Örgülü Yapılar

25.10.2021
53
Bilim İnsanları Yeni Fiziksel Olayı Keşfetti: Skyrmionlardan Oluşan Karmaşık Örgülü Yapılar
Skyrmion Örgüler

Jülich’teki araştırmacılar, skyrmionlardan yapılmış sicim benzeri yapılar tespit ettiler. Yukarıda, farklı manyetik alan kuvvetlerinde altı skyrmion’un simüle edilmiş modelleri; Aşağıda, ince bir filmde gözlenen bu tür yapıların transmisyon elektron mikroskobu görüntüleri. Kredi bilgileri: Forschungszentrum Jülich

Almanya, İsveç ve Çin’den bir grup bilim insanı yeni bir fiziksel fenomen keşfetti: skyrmion olarak bilinen küçük manyetik girdaplardan oluşan karmaşık örgülü yapılar. Skyrmionlar ilk olarak on yıldan biraz daha uzun bir süre önce deneysel olarak tespit edildi ve o zamandan beri sayısız araştırmaya konu oldu ve bilgi işlemede daha iyi performans ve daha düşük enerji tüketimi sunan yenilikçi kavramlar için olası bir temel sağladı. Ayrıca, skyrmionlar bir malzemenin manyetorezistif ve termodinamik özelliklerini etkiler. Bu nedenle keşif, hem uygulamalı hem de temel araştırmalarla ilgilidir.

İpler, ipler ve örgülü yapılar, ayakkabı bağcıklarından yün kazaklara, bir çocuğun saçındaki örgülerden sayısız köprüyü desteklemek için kullanılan örgülü çelik kablolara kadar günlük hayatın her yerinde görülebilir. Bu yapılar da doğada yaygın olarak görülür ve örneğin bitki liflerine çekme veya eğilme mukavemeti verebilir. Forschungszentrum Jülich’teki fizikçiler, Stockholm ve Hefei’den meslektaşlarıyla birlikte, bu tür yapıların demir ve metaloid germanyum alaşımlarında nano ölçekte var olduğunu keşfettiler.

Bu nano-sicimlerin her biri, bir ipin telleri gibi, az ya da çok bükülmüş birkaç skyrmion’dan oluşur. Her skyrmion’un kendisi, farklı yönlere işaret eden ve birlikte uzun, küçük bir girdap şeklini alan manyetik anlardan oluşur. Tek bir skyrmion ipliğinin çapı, bir mikrometreden daha azdır. Manyetik yapıların uzunluğu sadece numunenin kalınlığı ile sınırlıdır; numunenin bir yüzeyinden karşı yüzeye uzanırlar.

Diğer bilim adamları tarafından yapılan daha önceki araştırmalar, bu tür filamentlerin büyük ölçüde doğrusal ve neredeyse çubuk şeklinde olduğunu göstermişti. Bununla birlikte, Jülich’teki Ernst Ruska-Centre’de gerçekleştirilen ultra yüksek çözünürlüklü mikroskopi incelemeleri, Jülich’in Peter Grünberg Enstitüsü’ndeki teorik çalışmalar, daha çeşitli bir tablo ortaya çıkardı: iplikler aslında değişen derecelerde birlikte bükülebilir. Araştırmacılara göre, bu karmaşık şekiller manyetik yapıları stabilize ederek onları çeşitli uygulamalarda kullanım için özellikle ilginç kılıyor.

“Matematik, bu yapıların büyük bir çeşitliliğini içerir. Artık bu teorik bilginin gerçek fiziksel olaylara dönüştürülebileceğini biliyoruz,” diye belirtiyor Jülich fizikçisi Dr. Nikolai Kiselev. “Manyetik katıların içindeki bu tür yapılar, benzersiz elektriksel ve manyetik özellikler önerir. Ancak bunu doğrulamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var.”

Bu çalışmalar ile öncekiler arasındaki farkı açıklamak için araştırmacı, ultra yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobu kullanılarak yapılan analizlerin, örneğin optik mikroskopta olduğu gibi, numunenin basit bir görüntüsünü sağlamadığına dikkat çekiyor. Bunun nedeni, yüksek enerjili elektronlar numunedeki elektronlarla etkileşime girdiğinde kuantum mekaniksel fenomenlerin devreye girmesidir.

“Diğer araştırmacıların da bu yapıları mikroskop altında görmüş olmaları, ancak onları yorumlayamamaları oldukça mümkündür. Bunun nedeni, elde edilen verilerden numunedeki manyetizasyon yönlerinin dağılımını doğrudan belirlemenin mümkün olmamasıdır. Bunun yerine, örneğin teorik bir modelini oluşturmak ve ondan bir tür elektron mikroskobu görüntüsü oluşturmak gerekiyor” diye açıklıyor Kiselev. “Teorik ve deneysel görüntüler eşleşirse, modelin gerçeği temsil edebildiği sonucuna varılabilir.” Bu tür ultra yüksek çözünürlüklü analizlerde Forschungszentrum Jülich, Ernst Ruska-Centre ile dünyanın önde gelen kurumlarından biri olarak kabul ediliyor.

Referans: Fengshan Zheng, Filip N. Rybakov, Nikolai S. Kiselev, Dongsheng Song, András Kovács, Haifeng Du, Stefan Blügel ve Rafal E. Dunin-Borkowski, “Manyetik skyrmion örgüleri”, 7 Eylül 2021, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-021-25389-7

.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.