भौतिकविदों ने एक भूतिया 'स्किर्मियन' 'एंटिस्किमियन्स' से भरा हुआ

चुंबकीय क्षेत्रों में भूतिया आकृतियाँ छिपी हुई हैं।

वे जिस तरह से एक बिजली के बोल्ट या प्रकाश की किरण है सामान से बना नहीं है। एक प्रकाश बोल्ट आकाश से जमीन तक सभी तरह के इलेक्ट्रॉनों के एक काफी परिभाषित समूह को वहन करता है। आपके चेहरे को हिट करने वाली धूप में ज्यादातर वही फोटॉन होते हैं जो सूरज से लाखों मील की दूरी तय करते हैं।

लेकिन चुंबकीय क्षेत्र में स्किर्मन नामक चीजें होती हैं जो इलेक्ट्रॉनों और फोटॉनों से अलग होती हैं; एक स्काईयरियन एक दूसरे के चारों ओर घूमने वाली चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं का एक समूह है। के रूप में यह एक स्थान से दूसरे स्थान पर बहती है, एक स्किर्मन खुद को चुंबकीय क्षेत्र लाइनों से बाहर नए सिरे से बनाता है जो पहले से ही वहां हैं। गाँठ एक साथ रखती है क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं एक दूसरे से गुजरने का विरोध करती हैं। इसलिए, जब skyrmions असंवेदनशील होते हैं और उन वस्तुओं से अलग होते हैं जिनके बारे में हम सोचते हैं, तो वे अधिक मूर्त चीजों की तरह काम करते हैं।

भौतिकविदों ने इन रेखाओं को "क्विपिपर्टिकल्स" कहा है, और संदेह है कि वे घटना को बॉल लाइटनिंग और परमाणु की परमाणु संरचना के रूप में व्याख्यायित कर सकते हैं। अब, एक नए पेपर में, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि स्काईयर को एक दूसरे के अंदर भरा जा सकता है, पूरी तरह से नया आकार ले सकता है। शोधकर्ताओं ने कहा कि ये फुल-अप "स्किर्मियन बैग" अपने आप में आकर्षक वस्तुएं हैं, लेकिन विचित्र चीजें भी भविष्य में कंप्यूटिंग के लिए उपयोगी हो सकती हैं, शोधकर्ताओं ने कहा।

एक बैग में उन्हें भर दें

टीम ने नेचर फ़िज़िक्स जर्नल में 1 अप्रैल को प्रकाशित एक पेपर में स्किर्मियन बैग का खुलासा किया। इसका परिणाम भूतों के क्यूसिपर्टिकल्स और ठोस पदार्थ के बीच एक महत्वपूर्ण समानता पर निर्भर करता है: एंटीपार्टिकल्स का अस्तित्व।

जैसे प्रोटॉन में प्रतिपक्षी एंटीप्रोटोन होते हैं जो एक-दूसरे के संपर्क में आने पर एक-दूसरे का सफाया कर देते हैं, स्काईरिम्स में एंटीस्काइमर होता है।

इंग्लैंड के बर्मिंघम विश्वविद्यालय के एक भौतिक विज्ञानी और नए अध्ययन के प्रमुख लेखकों में से एक डेविड फॉस्टर ने कहा, "एक एंटीस्क्मोरियन एक ऐसा स्किर्मियन है जहां सभी संख्याएं उलट जाती हैं।"

इसलिए, यदि एक चुंबकीय क्षेत्र रेखा एक स्किर्मियन में उत्तर की ओर इशारा करती है, तो यह एक एंटीस्क्मीयर में दक्षिण की ओर इशारा करती है। लेकिन एंटीस्काइमर और स्किमर एक दूसरे को शक्तिशाली रूप से पीछे हटा देते हैं। शोधकर्ताओं ने कहा कि स्काईरियन बैग बनाने की कुंजी थी।

"फोस्टर ने लाइव साइंस को बताया," अगर मैं एक स्किर्मियन लेता हूं और मैं इसे थोड़ा बाहर खींचता हूं और मैं एक एंटीस्क्मायरमेंट लेता हूं और इसे केंद्र में रखता हूं ... तो वे इसे नष्ट नहीं करेंगे। यह एक स्थिर निर्माण है। "

क्या अधिक है, शोधकर्ताओं ने महसूस किया, एक बार एक स्किरिअम फैला दिया गया है, तो आप इसके अंदर और भी अधिक एंटीस्क्मीमेशन भर सकते हैं।

और उस अहसास को फोस्टर ने कहा, एक छह साल पुराने विचार के लिए फिर से दरवाजा खोला जो कि काम करने के लिए आसमानों को लगाने के बारे में था।

Skyrmion का भंडारण

2013 में वापस, शोधकर्ताओं की एक तिकड़ी ने नेचर नैनो टेक्नोलॉजी जर्नल में एक सैद्धांतिक "स्किर्मियन रेसट्रैक मेमोरी डिवाइस" प्रस्तावित किया।

यह विचार था कि थोड़ा चुंबकीय पैटर्न कंप्यूटर डिजाइन में एक बुनियादी समस्या का समाधान प्रस्तुत कर सकता है: बिजली की खपत।

फोस्टर ने कहा, "यदि आप एक पुराने जमाने की हार्ड ड्राइव पर विचार करते हैं, जो एक प्रकार की कताई डिस्क है, तो इसमें बहुत अधिक शक्ति लगती है।"

2013 के शोधकर्ताओं के प्रस्तावित कम-शक्ति प्रतिस्थापन ने इस तथ्य का लाभ उठाया कि एक बहुत ही छोटा वर्तमान तेजी से स्कूटर के लिए एक चुंबकीय सतह पर स्किमर का कारण बनता है।

शायद, उन शोधकर्ताओं ने सुझाव दिया, यदि आपने चुंबकीय सामग्री (रेसट्रैक) की एक लंबी, पतली पट्टी ली और इसे स्किर्मियों के साथ लोड किया, तो आप डेटा को क्यूपिपर्टिकल्स के बीच अंतराल में चुंबकीय सामग्री में सांकेतिक शब्दों में बदल सकते हैं। एक चुंबकीय पाठक एक बाइनरी 1 के रूप में स्काईयर के बीच लंबे अंतराल की व्याख्या कर सकता है और उदाहरण के लिए, बाइनरी 0 के रूप में एक छोटा अंतराल।

उस संग्रहीत डेटा को पुनः प्राप्त करने के लिए, एक विद्युत प्रवाह एक चुंबकीय रीडर के तहत आगे और पीछे स्काइरियम्स को स्कूटी में बांध सकता है। यह एक चुंबकीय सतह के साथ आगे और पीछे skyrmions को स्थानांतरित करने के लिए बहुत कम शक्ति लेता है, इसलिए परिणामस्वरूप डिवाइस बहुत कुशल हो सकता है।

लेकिन विचार में कुछ बुनियादी समस्याएं थीं, फोस्टर ने कहा। जबकि स्किमर काफी स्थिर हैं, उनके बीच अंतराल नहीं हैं। समय के साथ, चुंबकीय स्ट्रिप्स में खामियां डेटा को चुरा लेंगी क्योंकि स्काईमिशन आगे और पीछे चले गए।

फोस्टर ने कहा, "आवारा चुंबकीय क्षेत्र अंदर आते हैं और यह गति धक्कों की तरह होते हैं जो दिखाई देते हैं और गायब हो जाते हैं। और उन अंतरालों के दिखाई देने और गायब होने के साथ, आपके बीच के अंतराल खो जाएंगे।"

कैसे बैग समस्या को हल कर सकते हैं

यहां वास्तव में दिलचस्प बात है, फोस्टर ने कहा, कि स्किर्मियन बैग समय के साथ या जब वे चुंबकीय "गति धक्कों" से गुजरते हैं, तो एंटीस्काइमर नहीं खोते हैं।

एक रैकेट्रैक डिवाइस पर स्किर्मियन बैग का एक गुच्छा रखो, नए अध्ययन में शोधकर्ताओं ने लिखा है, और एक कंप्यूटर रीडर के नीचे से गुजरने वाले प्रत्येक बैग में एंटीस्किमियन्स की संख्या के आधार पर डेटा को एनकोड और पुनर्प्राप्त कर सकता है।

फोस्टर ने कहा, "मेरे सहकर्मी इस विचार से बहुत उत्साहित हैं कि आप डेटा घनत्व भी बढ़ा सकते हैं।"

जहां पारंपरिक कंप्यूटर भंडारण केवल 1s और 0s पर निर्भर करता है, उन्होंने कहा, एक स्किर्मियन बैग सिस्टम 0s, 1s, 2s, 3s और इतने पर उपयोग कर सकता है। यह डेटा एन्कोडिंग के बहुत अधिक जटिल रूपों के लिए दरवाजा खोल देगा जो एक पारंपरिक बाइनरी विधि की तुलना में किसी दिए गए स्थान में कहीं अधिक जानकारी भर सकता है।

लिक्विड-क्रिस्टल टेस्ट

किसी ने अभी तक एक चुंबकीय पट्टी पर एक स्किर्मियन बैग बनाने में कामयाब नहीं हुआ है। लेकिन कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करते हुए अवधारणा का परीक्षण करने के बाद, यू.के. में फोस्टर और उनकी टीम ने दुनिया में पहला ज्ञात स्किर्मियन बैग लाने के लिए कोलोराडो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के एक समूह का रुख किया।

आमतौर पर, भौतिकविज्ञानी स्कीमर को चुंबकीय क्षेत्र में मौजूद चीजों के रूप में सोचते हैं। लेकिन कण अन्य पदार्थों में भी मौजूद हो सकते हैं, जैसे कि तरल क्रिस्टल - संरेखित, कठोर, रॉड जैसे अणु - जो आपके लैपटॉप और कुछ सेलफोन पर स्क्रीन भरते हैं।

प्रयोगशाला में भौतिकी स्नातक छात्र जुंग-शेन ताई ने कहा कि सटीक "ऑप्टिकल चिमटी" के साथ, कोलोराडो विश्वविद्यालय (प्रायोगिकवादी इवान स्मेलुख के नेतृत्व में) ने "क्रिस्टल क्रिस्टल" को लिक्विड क्रिस्टल में स्केमियन बैग के साथ जोड़ा।

ये स्काईयरियन बैग क्रिस्टलीय पदार्थ में अमिट रहे और जब सूक्ष्मदर्शी के माध्यम से शोधकर्ताओं ने उन पर नजर डाली। फोस्टर ने कहा कि (कंप्यूटर सिमुलेशन के साथ) इस बात के पुख्ता सबूत हैं कि स्किर्मियन बैग मैग्नेट में स्थिर होंगे।

अब तक, किसी ने किसी भी वास्तविक दुनिया के रेसट्रैक भंडारण उपकरणों के निर्माण की सूचना नहीं दी है, अकेले स्टोरेज उपकरणों को स्काईयरियन बैग पर निर्भर करते हैं। लेकिन ऐसे उपकरण आ रहे हैं, फोस्टर ने जोर दिया।

"मैं पहले से ही जानता हूं कि लोग इन चीजों को बनाने के लिए अनुदान पर काम कर रहे हैं," उन्होंने कहा।