Физики нашли механический способ управления скирмионами
Группа японских ученых из RIKEN Center for Emergent Matter Science и Research Center for Neutron Science and Technology нашла способ управлять скирмионами (наноразмерными магнитными вихрями) используя механическую энергию. Работа принята к публикации в Nature Communications.
Авторы исследования начали с простого вопроса, способны ли они создавать и уничтожать скирмионы в материале, используя механическую силу, и если да, то какова эта сила. Группа использовала специально разработанный стресс-зонд, которым они механически воздействовали на поверхность монокристалла силицида марганца, охлажденного до 27 Кельвин.
Силицид марганца обладает кубической решеткой, у которой отсутствует инверсионная симметрия т.е. элементарную ячейку нельзя совместить с самой собой с помощью поворотов после зеркального отражения. Материал представляет собой хиральный магнетик, в котором при охлаждении могут образовываться скирмионы. Впервые скирмионы были обнаружены в 2009 году группой немецких ученых из Мюнхенского технического университета именно в этом материале.
Исследователи обнаружили, что создание или уничтожение скирмиона требует приложение усилия менее десяти наноньютонов на один скирмион (эта величина сопоставима с силой нажима карандаша на бумагу при письме). При приложении силы перпендикулярно магнитному полю происходит образование скирмиона, а при приложении параллельно – уничтожение.
Сейчас скирмионы широко «разрекламированы» как перспективная основа новых запоминающих устройств с высокой плотностью записи из-за их малых размеров и относительной стабильности. Тем не менее, на данный момент ученые с трудом способны создавать, уничтожать или же перемещать скирмионы в веществе, поэтому подобные концепты пока не способны конкурировать с другими высокотехнологичными устройствами, основанными на спинтронике. Ранее ученые из Института прикладной физики Гамбургского университета пытались управлять скирмионами в тонких пленках с помощью туннельного сканирующего микроскопа.
Как развитие технологий позволило нащупать «топологическое решение» загадки шизофрении
Шизофрения — одна из самых загадочных и сложных болезней человека. Уже более ста лет ученые пытаются понять причины ее возникновения и найти ключ к терапии. Пока эти усилия не слишком успешны: до сих пор нет ни препаратов, которые могли ли бы ее по-настоящему лечить, ни даже твердого понимания того, какие молекулярные и клеточные механизмы ведут к ее развитию. О том, как ученые бьются с «загадкой шизофрении» мы уже неоднократно писали: сначала с точки зрения истории психиатрии, затем с позиции классической генетики (читателю, который действительно хочет вникнуть в суть проблемы, будет очень полезно сначала прочитать хотя бы последний текст). На этот раз наш рассказ будет посвящен новым молекулярно-биологическим методам исследования, которые появились в распоряжении ученых буквально в последние несколько лет. Несмотря на сырость методик и предварительность результатов, уже сейчас с их помощью получены важнейшие данные, впервые раскрывающие механизм шизофрении на молекулярном уровне.