Representasi seorang seniman dari medan magnet yang saling terkait dari skyrmion.
(Gambar: © Kemajuan Sains / Creative Commons)
Sebuah skyrmion dapat digambarkan sebagai partikel kuasi yang berputar-putar, simpul garis-garis medan yang berputar, atau badai subatomik. Mereka juga salah satu konsep fisika yang paling sulit dipahami manusia. Itu karena gangguan ukuran nano ini paling mudah untuk dijelaskan secara matematis dan, meskipun sudah diketahui selama hampir 60 tahun, fisikawan baru saja mulai menemukan aplikasi praktis untuk skyrmions.
Sejarah skyrmions
Skyrmions dinamai untuk fisikawan nuklir Inggris Tony Skyrme, yang pertama kali mengusulkan keberadaan mereka pada tahun 1961. Idenya adalah untuk memodelkan entitas subatomik seperti proton dan neutron menggunakan tikungan berbelit-belit di bidang kuantum yang dimiliki semua partikel, menurut American Physical Society. Walaupun konsep ini bermanfaat dalam banyak hal, seperti memprediksi secara akurat beberapa sifat partikel fundamental seperti quark dan gluon, konsep ini berjuang dengan aspek lain dari perilaku nuklir.
Gagasan itu akhirnya digantikan oleh teori yang dikenal sebagai kuantum kromo-dinamika, yang lebih berhasil memodelkan partikel subatomik. Tapi skyrmions telah dihidupkan kembali oleh para peneliti yang bekerja di medan magnet, yang juga dapat dibujuk untuk membentuk pusaran seperti pusaran.
Dalam skyrmion magnetik, garis-garis medan magnet yang diikat membungkus satu sama lain seperti gantungan kunci yang terhubung ke gantungan kunci lainnya, menciptakan bentuk skala nanometer itu tidak mungkin untuk terlepas tanpa merusak cincin. Dalam medan magnet, formasi dapat melayang dari satu tempat ke tempat lain, dengan skyrmion membuat dirinya baru dari garis di lokasi tertentu.
Untuk apa skyrmions bagus?
Karena skyrmions sangat kecil dan stabil, fisikawan tertarik untuk mengendalikan entitas seperti partikel ini untuk digunakan dalam komputer futuristik dan penyimpanan memori elektronik, menurut Fisika Hari Ini. Awalnya, para peneliti hanya bisa menginduksi skyrmion magnetik pada bahan yang telah didinginkan hingga suhu yang sangat dingin, tetapi mereka sekarang secara rutin diproduksi di benda-benda bersuhu ruangan.
Karena dibutuhkan daya yang relatif kecil untuk mempertahankan dan mengakses data secara elektronik yang disimpan dalam skyrmion magnetik, para insinyur berpikir bahwa partikel-partikel ini dapat menghasilkan perangkat penyimpanan memori yang sangat efisien. Bidang yang muncul yang disebut skyrmionics sekarang didedikasikan untuk membuat peralatan generasi berikutnya.
Skyrmions mungkin juga menjelaskan fenomena aneh dan misterius yang dikenal sebagai bola petir - Bola berpijar langka yang bisa muncul selama badai petir dan melompat-lompat di udara, jauh lebih lama dari kilat bergerigi yang lebih terkenal. Pada tahun 2018, sebuah tim mengusulkan bahwa proses alami yang entah bagaimana menciptakan simpul berputar-putar yang muncul di skyrmions adalah proses yang sama yang menghasilkan petir bola.
Peneliti lain telah mulai menghidupkan kembali model asli Skyrme dan telah memodifikasinya untuk lebih menjelaskan konsep dalam fisika nuklir, seperti memprediksi perilaku dan bentuk inti.
Sumber daya tambahan:
- Pelajari lebih lanjut tentang penggunaan skyrmions dalam teknologi komputasi, dari Teknik & Teknologi.
- Cari tahu lebih lanjut tentang skyrmions sebagai generasi penyimpanan data selanjutnya, dari Berkeley Lab.
- Tonton Apa itu Skyrmion? Dari Berita Sains.
