Физики обнаружили в слое железа скирмионы

Немецкие физики обнаружили в тонком слое железа скирмионы - вихревые структуры, образованные спинами отдельных атомов. Статья ученых появилась в журнале Nature Physics, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе Кильского университета имени Христиана Альбрехта. Данное открытие может пригодиться при создании спинтронных устройств.

Скирмионы были предложены физиком Тони Скирмом в 1962 году в качестве математической модели барионов. Они представляют собой почти стабильные решения уравнений, описывающих взаимодействие частиц (поэтому в некотором смысле и ведут себя как частицы). Со времени своего открытия эти объекты нашли широкое применение в разных областях теоретической и прикладной физики.

В 2009 году исследователи установили, что в некоторых магнитах при наличии внешнего магнитного поля возникают квазичастицы, которые ведут себя как скирмионы. Теперь, однако, ученым удалось обнаружить аналогичный эффект на поверхности материала. Для этого они использовали одноатомный слой железа, за которым следили при помощи сканирующего туннельного микроскопа.

Каждый скирмион представлял собой кластер, куда входит 15 атомов, чьи спины организованы вихревым образом. Сами вихри образуют прямоугольную решетку. Главным достижением исследователей, однако, является не столько регистрация скирмионов, сколько создание численной модели их формирования. Для расчета модели использовался суперкомьютер, однако теоретические предсказания показали хорошее согласование с практикой.

По словам ученых, их открытие может пригодится при создании так называемых спинтронных устройств - вычислительных машин, в которых, в отличие от привычных компьютеров, переносчиками информации выступают спины различных частиц.