Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Физики создали новую магнитную квазичастицу — вортион
Ученые создали новое магнитное состояние — магнито-ионный вихрь, или «вортион». Их разработка обеспечивает точный контроль магнитных свойств на наномасштабе при комнатной температуре и прокладывает путь для более энергоэффективных вычислительных устройств.
С распространением машинного обучения и инструментов, основанных на нем, все компании стали стараться работать с большими данными. Это привело к заметному росту энергопотребления. В большинстве случаев для записи информации используют электрические токи, а обрабатывающие данные устройства нагреваются и так теряют часть энергии.
Если использовать магнитные запоминающие устройства и управлять ими с помощью напряжения, а не тока, можно значительно сократить энергозатраты. Для таких устройств можно использовать магнито-ионные материалы. Их свойства можно изменять, добавляя или удаляя ионы через перемену полярности приложенного напряжения.
До сих пор большинство исследователей работали со сплошными пленками магнито-ионных материалов, а не на управлении отдельными «битами». При этом для обеспечения хранения данных с высокой плотностью ученым и инженерам нужно добиться контроля именно над минимальными единицами хранения информации.
Международная группа ученых нашла решение, позволяющее управлять магнито-ионными материалами с высокой точностью. Они объединили магнито-ионные эффекты и магнитные вихри в новом магнитном состоянии — вортионе. Научная статья опубликована в журнале Nature Communications.
На масштабе около микрометра в материалах могут возникать явления, отсутствующие в более крупных системах, например магнитные вихри — небольшие структуры, напоминающие спирали. Их используют для записи и чтения магнитных данных и в биомедицине. Однако изменить состояние уже существующего вихря либо невозможно, либо требует значительных затрат энергии.
Сформированный учеными вортион позволяет с высокой точностью контролировать магнитные свойства наноструктур в форме точек. Исследователи регулируют нужные параметры за счет удаления ионов азота с помощью напряжения. Это делает управление вортионами энергоэффективным.
«Это принципиально новый объект на наномасштабе. Существует огромный спрос на управление магнитными состояниями на этом уровне, но, что удивительно, большая часть исследований в области магнито-ионных эффектов до сих пор была сосредоточена на сплошных материалах. Если же рассмотреть влияние движения ионов в дискретных наноструктурах, например в изученных нами наноточках, становится очевидно, что в них появляются уникальные динамически изменяющиеся конфигурации спинов», — объяснил руководитель исследования Хорди Сорт (Jordi Sort).
Конфигурация спинов и магнитные свойства вихрей зависят от длительности приложенного напряжения. Наноточки, изначально не обладающие магнитными свойствами, можно перевести в несколько состояний— от магнитных вихрей с разными характеристиками до состояния с однородной магнитной ориентацией.
«С помощью созданных нами вортионов мы можем беспрецедентно точно управлять такими магнитными свойствами, как намагниченность, коэрцитивная сила, остаточная намагниченность, магнитная анизотропия и критические поля, при которых вихри возникают или исчезают. Эти свойства ключевые для хранения информации в магнитных запоминающих устройствах, а теперь их можно настраивать аналоговым и обратимым способом, активируя процесс напряжением и потребляя при этом минимальное количество энергии», — рассказала первая автор статьи Ирэна Спасоевич (Irena Spasojević).
Ученые также предположили, что настраиваемые магнито-ионные вихри могут использоваться в нейросетях в качестве динамических синапсов, способных имитировать работу биологических синапсов. В мозге связи между нейронами — синапсы — обладают разными «весами» (силами), которые изменяются в процессе обучения. Работа биологических нейронов и синапсов тоже управляется электрическими сигналами и миграцией ионов, как и свойства вортионов.
Вортионы могут помочь ученым создать настраиваемые синаптические веса в виде управляемой намагниченности или магнитной анизотропии для нейроморфных спинтронных устройств. Исследователи считают, что, помимо нейроморфных вычислений, аналоговых систем и многослойных запоминающих устройств, «вортионы» могут найти применение в медицине (например, в методах терапии), защите данных и вычислениях, основанных на магнитных спинах.
Использование напряжения вместо электрического тока позволяет снижать и предотвращать перегрев устройств, таких как ноутбуки, серверы и центры обработки данных, значительно снижая потери энергии.
Telegram 
Дзен 
VK На юге Африки ученые обнаружили коллекцию небольших каменных стрел. С виду — обычные артефакты древнего человека. Но современные технологии позволили выявить их смертельный секрет. Эти наконечники, которым почти 60 тысяч лет, сохранили следы яда. Авторы нового исследования пришли к выводу, что древние охотники стали использовать яды намного раньше, чем считала наука.
Биологи на примере птиц определили защитную функцию рыжего пигмента феомеланина, который ранее считали бесполезным и даже опасным из-за доказанной связи с развитием меланомы. Организм использовал его синтез для нейтрализации ядовитого избытка цистеина и выводил токсичные запасы серы в перья.
В Олдувайском ущелье на севере Танзании ученые обнаружили скелет слона возрастом 1,78 миллиона лет, а рядом с ним — необычные для того времени каменные орудия. Авторы нового исследования полагают, что им удалось найти древнейшее место разделки гигантской добычи.
На юге Африки ученые обнаружили коллекцию небольших каменных стрел. С виду — обычные артефакты древнего человека. Но современные технологии позволили выявить их смертельный секрет. Эти наконечники, которым почти 60 тысяч лет, сохранили следы яда. Авторы нового исследования пришли к выводу, что древние охотники стали использовать яды намного раньше, чем считала наука.
Ученые десятилетиями ищут кости мамонтов, которые, по данным генетиков, могли дожить на материке до бронзового века. Очередная потенциальная находка с Аляски, считавшаяся остатками мамонтов, после проверки оказалась костями китов, умерших около двух тысяч лет назад.
Польша может экстрадировать на Украину российского археолога, заведующего сектором археологии Северного Причерноморья в отделе Античного мира Эрмитажа Александра Бутягина. Соответствующее ходатайство направила прокуратура в Окружной суд Варшавы.
На скалистых берегах аргентинской Патагонии разворачивается настоящая драма. Магеллановы пингвины, долгое время чувствовавшие себя в безопасности на суше в своих многотысячных колониях, столкнулись с новым и беспощадным врагом. Их извечные морские страхи — касатки и морские леопарды — теперь блекнут перед угрозой, пришедшей из глубины материка. Виновник переполоха — грациозный и мощный хищник, недавно вернувшийся на эти земли после долгого изгнания.
Среди самых интригующих открытий космического телескопа «Джеймс Уэбб» — компактные объекты, получившие название «маленькие красные точки». Их видели только в самых дальних уголках Вселенной. Большинство возникло в первый миллиард лет после Большого взрыва, и ученые предполагали, что такие источники представляют собой небольшие компактные галактики. Однако международная команда астрономов пришла к иному выводу. Они предположили, что на самом деле «маленькие красные точки» — черные дыры, окруженные массивной газовой оболочкой.
Ученые задались вопросом: почему два расположенных по соседству спутника Юпитера такие разные, ведь на Ио повсеместно извергаются вулканы, а Европа полностью покрыта многокилометровой коркой льда. Есть версия, что Ио когда-то тоже была богата водой, но по итогам недавнего исследования это сочли неправдоподобным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии