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 Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Любовь к сладкому может быть связана не только с пищевыми привычками, но и с тем, как человек принимает решения. Исследователи НИУ ВШЭ объяснили, почему любители сладкого ведут себя импульсивно: дело не в стремлении получить все немедленно, а в нежелании мириться с неопределенностью. Результаты могут помочь улучшить терапию зависимостей.
МС-21-310 — импортозамещенная версия российского пассажирского самолета МС-21. Вскоре он появится на отечественных аэродромах, пообещали в «Ростехе». Также госкорпорация опубликовала видео, на котором можно увидеть процесс строительства этого авиалайнера.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Британские экологи выяснили, что большинство людей не догадываются о вреде солнцезащитных кремов для Мирового океана. Обзор научной литературы и локальный уличный опрос наглядно продемонстрировали разрыв между реальными экологическими угрозами и повседневными привычками покупателей.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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