Skyrmions zou een revolutie teweeg kunnen brengen in computergebruik met een groot potentieel in de elektronische opslag van informatie, en de sleutel tot zo'n doorbraak zou het begrijpen van hun gedrag onder toegepaste stromingen kunnen zijn.

Naarmate de eisen aan informatietechnologie toenemen, de noodzaak om de opslag van gegevens te verbeteren groeit ook. Veel solid-state systemen die voor een dergelijke taak worden voorgesteld, zijn gebaseerd op de manipulatie van skyrmionen, perfect voor een dergelijke rol vanwege hun grootte en stabiliteit. In een studie gepubliceerd in EPJ B, auteurs N.P. Vizarim en C.J.O. Reichhardt van de Theoretische Afdeling en Centrum voor Niet-lineaire Studies, Los Alamos Nationaal Laboratorium, New Mexico, De VS en hun collega's willen begrijpen hoe skyrmionen zich gedragen in een substraat onder dc- en ac-drives.

Skyrmion, quasideeltjes op nanoschaal bestaande uit geknoopte in elkaar grijpende magnetische veldlijnen die door een materiaal bewegen, zijn moeilijk te begrijpen buiten pure wiskundige beschrijvingen.

Dus, om hun studie uit te voeren, modelleerde het team wiskundig een tweedimensionaal systeem van L × L met periodieke randvoorwaarden in de x- en y-as. In dit model wordt ze plaatsten een rooster van obstakels waar de skyrmion overheen kon.

aanvankelijk, de skyrmion werd alleen onder invloed van een gelijkstroomaandrijving geplaatst en onthulde directionele vergrendelingseffecten die afhingen van de schaal van de obstakels en of het pinmechanisme dat werd gebruikt om het quasi-deeltje in 2D vast te houden afstotelijk of aantrekkelijk was.

Vervolgens werd een biharmonische ac-drive op het systeem toegepast, het genereren van een cirkelvormige beweging in het skyrmion. De onderzoekers ontdekten ook dat door de frequenties van de wisselstroomaandrijving te variëren, de transversale mobiliteit van een skyrmion kan worden verbeterd.

Een element dat in de studie van het team niet in overweging werd genomen, was het effect van temperatuur op het skyrmion-systeem. Thermische variaties kunnen vergrendelingseffecten 'uitwassen', vandaar dat skyrmionen nauw verbonden zijn met Bose-Einstein-condensaten, een toestand van materie die zich aan de rand van het absolute nulpunt bevindt.

interessant, naast zijn plaats in de ontwikkeling van toekomstige computers, Skyrmion-onderzoek kan ook het al lang bestaande mysterie van 'bolbliksem' oplossen en een voorbeeld geven van hoe fundamenteel deze vreemde, bijna abstracte wiskundige eigenaardigheden zijn voor de materiële wereld.