Monopoles magnetik Buatan ditemukan

Sebuah tim peneliti dari Cologne, Munich dan Dresden telah berhasil menciptakan monopoles magnet buatan. Untuk melakukan hal ini, para ilmuwan bergabung berpusar magnet kecil, yang disebut skyrmions. Pada titik penggabungan, para fisikawan mampu menciptakan Monopole, yang memiliki karakteristik mirip dengan partikel dasar didalilkan oleh Paul Dirac pada tahun 1931. Selain penelitian fundamental, monopoles mungkin juga memiliki potensi aplikasi. Pertanyaan apakah berpusar magnetik dapat digunakan dalam produksi komponen komputer suatu hari saat ini sedang diteliti oleh sejumlah kelompok di seluruh dunia.

Ketika magnet dibagi, magnet baru dengan kutub utara dan selatan selalu dibuat. Namun, Monopole, yaitu kutub utara tanpa kutub selatan atau kutub selatan tanpa kutub utara belum ditemukan. Dalam edisi terbaru jurnal Sains , peneliti dari Cologne, Munich dan Dresden menggambarkan penemuan jenis baru monopole buatan dalam solid, yaitu partikel, yang memiliki karakteristik mirip dengan monopoles, tetapi yang hanya ada dalam bahan.

Selama beberapa tahun terakhir, materi yang berpusar magnetik, yang disebut skyrmions, terbentuk, telah diperiksa secara intensif. Ini berpusar mempengaruhi pergerakan elektron yang persis cara yang sama seperti medan magnet. Untuk alasan ini, bidang magnet buatan digunakan untuk menggambarkan berpusar ini serta pengaruh mereka pada elektron.

Bahkan jika ini bukan "nyata" medan magnet, adalah mungkin untuk mengukur secara eksperimen dengan cara yang sama seperti bidang magnet normal seperti mereka membelokkan elektron.

Para peneliti mengajukan pertanyaan mengenai konsekuensi mencoba untuk menghancurkan berpusar magnetik. Untuk melakukan hal ini, kelompok kerja di bawah arahan Prof Eng dari Technischen Universität Dresden mengamati berpusar magnetik dengan mikroskop gaya magnet: kecil sampel ujung magnet permukaan magnet dan mengukur arah magnetisasi sehingga membuat ca. 50 nanometer berukuran pusaran terlihat. Mereka mampu mengamati di permukaan bahwa berpusar magnetik tampaknya menyatu ketika fase skyrmion hancur.

Apa yang terjadi, namun, dalam materi? Pengukuran diambil oleh kelompok kerja di bawah arahan Prof Pfleiderer di Munich menggunakan hamburan neutron menunjukkan bahwa proses serupa terjadi di sana, tapi berpusar individu tidak diamati dengan cara ini. Untuk alasan ini, Stefan Buhrandt dan Christoph Schutte bekerja dalam kelompok Prof Rosch di University of Cologne simulasi komputer dilakukan. Ini menunjukkan bahwa berpusar tetangga proses penggabungan diamati pada permukaan dalam percobaan juga terjadi dalam bahan.

Ilustrasi ini menggambarkan penggabungan dua vortisitas magnetik, yang disebut skyrmions, dalam struktur magnetik material. Titik di mana vortisitas menggabungkan menampilkan properti dari monopole magnet muncul. Ketika monopole ... more

Gambar skematis menunjukkan bagaimana dua berpusar magnet bergabung menjadi satu.

Karena kenyataan bahwa setiap pusaran membawa buatan medan magnet , pembuatan atau kehancuran mereka terjadi pada titik penggabungan. "Ini berarti bahwa buatan monopole magnet harus duduk di titik ini, "menggambarkan Prof Rosch," setiap kali dua berpusar magnetik bergabung dalam percobaan, sebuah monopole magnet buatan telah dialirkan melalui permukaan. "

Monopoles magnetik telah mencari dengan sia-sia di bidang fisika partikel untuk waktu yang lama. Pada tahun 1931, Paul Dirac mendalilkan adanya partikel dasar untuk menjelaskan mengapa elektron dan proton bermuatan listrik dengan ukuran yang sama. Hal ini mengejutkan karena unsur-unsur dari proton dan elektron adalah partikel dasar yang sama sekali berbeda. Dirac, bagaimanapun, berpendapat bahwa keberadaan monopole magnet tunggal akan cukup untuk menjelaskan bahwa tuduhan semua partikel dasar harus terkuantisasi, yaitu tepatnya multiple integer dari biaya dasar. Monopoles buatan baru ditemukan memenuhi persyaratan persis kuantisasi ini. "Hal ini menarik bahwa sesuatu yang mendasar sebagai monopole magnet dapat diwujudkan dalam sepotong kain," menggambarkan Stefan Buhrandt. Meskipun demikian, monopoles buatan tidak bisa memecahkan Dirac masalah: hanya elektron dalam keadaan padat, tapi tidak proton, merasakan medan magnet buatan.

Selain penggunaannya untuk penelitian fundamental, monopoles buatan juga bisa memiliki potensi aplikasi. Banyak kelompok di seluruh dunia sedang meneliti pertanyaan apakah berpusar magnet dapat digunakan dalam produksi komponen komputer . Jika itu mungkin, kita juga harus menciptakan dan menghancurkan berpusar: magnetik monopoles kemudian akan memainkan peran penting dalam hal ini.

phys.org