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

Yeni Bir Elektromanyetik Darbe Ailesi: Skyrmionlar Uçabilir!

26.10.2021
75
Yeni Bir Elektromanyetik Darbe Ailesi: Skyrmionlar Uçabilir!
Elektromanyetik Skyrmionlar Olarak Süpertoroidal Işık Darbeleri

Süper toroidal bir ışık darbesinde manyetik girdap halkalarının ve skyrmionların uzamsal topolojik yapılarının şemaları. Gri noktalar ve halkalar manyetik alandaki tekilliklerin (semer noktaları ve girdap halkaları) dağılımını, büyük pembe oklar seçici manyetik vektör yönlerini ve daha küçük renkli oklar manyetik alandaki skyrmiyonik yapıları gösterir. Kredi bilgileri: Yijie Shen (2021)

Optik ve fotonikte topoloji, elektromanyetik alanlardaki tekilliklerin dikkate alındığı 1890’dan beri sıcak bir konu olmuştur. Yoğun madde fiziğinde topoloji gelişmeleri için verilen Nobel ödülü, fotonikte yoğun madde parçacık benzeri topolojik yapıların uygulanmasındaki en son gelişmelerle optikte topolojide yeni bir artışa yol açtı. Son zamanlarda, topolojik fotonik, özellikle topolojik elektromanyetik darbeler, önemsiz dalga-madde etkileşimleri için umut vaat ediyor ve bilgi ve enerji transferi için ek serbestlik dereceleri sağlıyor. Bununla birlikte, bugüne kadar ultra hızlı geçici elektromanyetik darbelerin topolojisi büyük ölçüde keşfedilmemişti.

Dergide yayınlanan makalelerinde Doğa İletişimi, Birleşik Krallık ve Singapur’daki fizikçiler, topolojik karmaşıklığın sürekli olarak kontrol edilebildiği Maxwell denkleminin toroidal topolojiyle, yani süpertoroidal topolojiyle tam çözümleri olan yeni bir elektromanyetik darbe ailesi rapor ediyor. Bu tür süpertoroidal darbelerdeki elektromanyetik alanlar, serbest uzayda ışık hızıyla yayılırken skyrmiyonik yapılara sahiptir.

Başlangıçta 1962’de Tony Skyrme tarafından nükleonun birleşik bir modeli olarak önerilen sofistike topolojik parçacıklar olan Skyrmions, muhteşem dokulara sahip nano ölçekli manyetik girdaplar gibi davranır. Kiral mıknatıslar ve sıvı kristaller de dahil olmak üzere birçok yoğun madde sisteminde, bilgi depolama ve aktarma için büyük önem gösteren önemsiz uyarılar olarak geniş çapta çalışılmıştır. Skyrmionlar uçabiliyorsa, gelecek nesil bilişim devrimi için sonsuz olasılıklar açın.

Proje süpervizörü Prof. Nikolay Zheludev, “Bu, yayılan skyrmionların bilinen ilk örnekleridir,” diyor, “katılarda spin oluşumları olarak daha önce gözlemlenen temel topolojik yapılar ve metamalzeme modellerinin yakın alanında lokalize elektromanyetik uyarımlar.”

Süper toroidal darbe, vektör tekilliklerine ve yayılmayan anapol uyarımlarına bağlantıları olan, uzay-zaman ayrılamaz yapıya sahip toroidal tek döngülü bir darbe olan “Uçan Çörek” olarak adlandırılanın bir genellemesi gibidir. Süper toroidal darbe, matryoshka benzeri tekil kabuklarla elektromanyetik alan konfigürasyonları, çeşitli skyrmion sayılarının skyrmiyonik yapıları ve çok katmanlı enerji geri akışı etkilerinin eşlik ettiği Poynting vektör alanındaki çoklu tekillikler sergileyen, giderek daha karmaşık fraktal benzeri toroidal topolojik yapılara sahiptir. Ve topolojik karmaşıklık, darbe artışlarının süpertoroidal sırasını artırarak kontrol edilebilir. Bu sonuçlar, topolojik alan konfigürasyonlarının ve dinamiklerinin incelenmesi için bir oyun alanı olarak süpertoroidal darbeleri ortaya koymaktadır. Burada sunulan süper toroidal darbelerin topolojik özellikleri, yapılandırılmış ışık, optik yakalama, ışıkla üretim ve parçacık hızlandırmayı içeren bilgi kodlama/kod çözme şemaları gibi bir dizi alanda uygulama bulabilen ek serbestlik dereceleri sağlar. “Bunun, skyrmiyonik yapının ultra hızlı yapılandırılmış darbelerde önerildiğine ve çeşitli dokulara sahip çoklu skyrmiyonik yapının bir süpertoroidal darbenin anlık elektromanyetik alanında var olduğuna inanıyoruz. Bu tür fotonik skyrmiyonik yapılar, yüksek hassasiyetli metroloji ve süper çözünürlüklü görüntülemede potansiyel uygulamalar vaat eden, ilgi çekici keskin uzamsal özelliklerden yararlanıyor.” diyor makalenin baş yazarı Dr. Yijie Shen.

Bu çalışma, ışık-madde etkileşimi, ultra hızlı optik ve süpertoroidal ışık darbeleri (örneğin elektromanyetik anapollere ve lokalize skyrmiyonlara bağlanma) ile topolojik optik ve bunların süper çözünürlüklü metroloji ve görüntüleme, bilgi ve enerji transferindeki uygulamaları için birçok ilgi çekici fırsat sunuyor.

Kaynaklar: Yijie Shen, Yaonan Hou, Nikitas Papasimakis ve Nikolay I. Zheludev, “Boş uzayda yayılan elektromanyetik skyrmions olarak süpertoroidal ışık darbeleri”, 8 Ekim 2021, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-021-26037-w

.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.