磁场中隐藏着幽灵般的形状。
它们不是由闪电或光束那样的物质构成的。闪电将一组确定的电子从天空一直带到地面。照射在你脸上的阳光大部分都是由来自数百万英里外的太阳的光子组成的。
但是磁场包含了一些被称为skyrmions的东西,它们不同于电子和光子;天空卫星是一组相互环绕的磁场线。当它从一个点飘移到另一个点时,一个skyrmion就会从已经存在的磁力线中重生。因为磁场线相互排斥,所以这个结能结合在一起。因此,虽然skyrmion是无形的,与我们通常所认为的对象不同,但它们的行为更像是有形的东西。
物理学家称这些天空粒子为“准粒子”,并怀疑它们可以解释像球状闪电和原子核结构这样完全不同的现象。现在,在一篇新的论文中,研究人员表明,skyrmions可以被塞进彼此的体内,呈现出一种全新的形状。研究人员表示,这些膨胀的“skyrmion袋子”本身就是很吸引人的东西,但这些奇怪的东西可能对未来的计算也很有用。
把它们装进袋子里
研究小组在4月1日发表在《自然物理》杂志上的一篇论文中披露了skyrmion袋子。这个结果依赖于幽灵准粒子和固体物质之间的关键相似性:反粒子的存在。
就像质子有相互湮灭的反质子一样,skyrmion也有反skyrmion。
“反skyrmion就是所有数字都颠倒的skyrmion,”英国伯明翰大学(University of Birmingham)物理学家、这项新研究的主要作者之一戴维·福斯特(David Foster)说。
所以,如果磁场线在卫星上指向北,它在反卫星上就会指向南。但是反天宫和天宫是相互排斥的。研究人员说,这是制造skyrmion袋子的关键。
“如果我拿起一个skyrmion,把它拉远一点,拿起一个反skyrmion,把它放在它的中心……它们就不会湮灭。这是一个稳定的建筑,”福斯特告诉Live Science。
更重要的是,研究人员意识到,一旦一个skyrmion被拉伸,你可以在它里面塞进更多的反skyrmion。
福斯特说,这一认识为六年前提出的让skyrmions发挥作用的想法再次打开了大门。
Skyrmion存储
早在2013年,三位研究人员在《自然纳米技术》杂志上提出了一种理论上的“skyrmion racetrack内存设备”。
他们的想法是,这些小小的磁性图案可能会为计算机设计中的一个基本问题——耗电量——提供一个解决方案。
“如果你考虑一个老式的硬盘,它是一种旋转的磁盘,它需要很多能量,”福斯特说。
2013年研究人员提出的低功率替代方案将利用一个非常小的电流导致磁表面上的skyrmions快速移动这一事实。
或许,这些研究人员建议,如果你拿一长条薄薄的磁性材料(赛马场),并将其装入skyrmion,你就可以将数据编码到准粒子之间的磁性材料的缝隙中。例如,磁阅读器可以将skyrmions之间的长间隙解释为二进制1,而将短间隙解释为二进制0。
为了获取存储的数据,电流可以推动skyrmions在磁性阅读器下来回移动。将skyrmion在磁性表面来回移动只需要很少的能量,因此产生的设备可能非常高效。
但是福斯特说,这个想法有一些基本的问题。虽然skyrmions相当稳定,但它们之间的差距并不稳定。随着时间的推移,当卫星来回移动时,磁条上的缺陷会使数据变得混乱。
“杂散磁场进来了。这就像减速带,出现又消失。随着这些差距的出现和消失,你们(skyrmions)之间的差距将会消失,”福斯特说。
塑料袋如何解决这个问题
福斯特说,真正有趣的是,skyrmion包不会随着时间的推移或通过磁性“减速带”而丢失反skyrmion包。
在这项新研究中,198彩票开户请认准官方唯一直属总代团队1号团队,免费开户即可领取注册彩金,下载客户端可以申请198彩挂机软件,申请198彩票代理权限,只要你有量,我们绝不亏待你,只有198彩才能让你白手起家,0投入却可以
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198彩娱乐,一直以来198彩票平台官网打的旗号就是不黑钱,信誉好,技术666,游戏彩种丰富,把一堆skyrmion包放在一个赛马场设备上,计算机就可以根据从阅读器下方通过的每个包中的反skyrmion包的数量对数据进行编码和检索。
福斯特说:“我的同事们对通过这种方式增加数据密度的想法非常感兴趣。”
他说,传统的计算机存储只依赖于1和0,而skyrmion袋系统可以使用0、1、2s、3s等等。这将为更复杂形式的数据编码打开大门,这种编码可以将比传统二进制方法多得多的信息塞进给定的空间。
目前还没有人能在磁条上制作出skyrmion包。福斯特和他在英国的团队用电脑模拟试验了这一概念,之后他们请科罗拉多大学的一组研究人员将世界上第一个已知的skyrmion袋子带了出来。
通常,物理学家认为天空粒子存在于磁场中。但这些微粒也可以存在于其他物质中,比如液晶——排列整齐、刚性的棒状分子——它们充斥在你的笔记本电脑和一些手机的屏幕上。[图片:世界顶级物理实验室内部]
科罗拉多大学的研究小组(由实验学家伊万·斯马利克领导)用精密的“光镊”,实验室的一名物理学研究生Tai Jung-Shen说,在液晶中“画出”了skyrmion包。
当研究人员通过显微镜观察时,这些skyrmion袋在晶体物质中仍然是不可磨灭的。福斯特说,这(以及计算机模拟)有力地证明了skyrmion袋在磁体中也很稳定。
到目前为止,还没有人报道建造任何真实世界的赛道存储设备,更不用说依赖于skyrmion包的存储设备了。但福斯特坚称,这样的设备正在出现 ,198彩票开户正规
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他说:“我已经知道,人们正在为实现这些目标而努力。”