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被熱炒的“量子球狀閃電” 其實(shí)是種“粒子” 沒(méi)有“閃電”，主角是斯格明子 該論文原題為《在三維斯格明子中合成電磁節(jié)》，其中根本沒(méi)有討論閃電，“故事”的主角是一種被稱(chēng)為“斯格明子”的“粒子”。斯格明子遠(yuǎn)沒(méi)有“上帝粒子”“天使粒子”那么“有名”，但同樣也被科學(xué)家探求了幾十年。“斯格明子并不是62種基本粒子之一，它是基于材料中的固有相互作用，形成的一種基本磁性單元。”清華大學(xué)副教授于浦解釋。資料顯示，英國(guó)物理學(xué)家托尼·斯格明于1962年首次預(yù)言這種粒子的存在。但直到2009年，德國(guó)物理學(xué)家繆保爾等才觀測(cè)到磁性斯格明子存在的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。 斯格明子的證實(shí)讓信息社會(huì)為之一振。現(xiàn)代硬盤(pán)的磁性單元約為100納米，斯格明子這一磁性單元在尺度上可以?xún)H為幾納米，這將使得磁性存儲(chǔ)的載體變得更小。在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，以斯格明子為單元的TB級(jí)別（萬(wàn)億字節(jié)）的硬盤(pán)可能只有紐扣大小。 “在非常微弱的電流驅(qū)動(dòng)下，它就能高效運(yùn)動(dòng)，這將使得斯格明子作為信息載體在存取信息時(shí)速度更快。”清華大學(xué)物理系助理教授江萬(wàn)軍解釋道。此外，在斷電的情況下，信息也可以得到完整保存，因而斯格明子被認(rèn)為是下一代高密度、高速度、低耗能、非易性的自旋存儲(chǔ)器件中的優(yōu)良信息載體，從而得到業(yè)界廣泛關(guān)注。 我國(guó)科學(xué)家在該領(lǐng)域正在深入探索，并取得了多個(gè)原創(chuàng)性成果。為了研究以斯格明子為單元的自旋存儲(chǔ)以及邏輯器件，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃納米專(zhuān)項(xiàng)支持了斯格明子的相關(guān)研究，江萬(wàn)軍也參與其中。 獲得更多斯格明子的新途徑 在電子顯微鏡下，斯格明子宛如物質(zhì)整體中的一個(gè)個(gè)“小蜂巢”，如何讓這些“蜂巢”在材料體系中變得更多、更小，是目前探索新型自旋存儲(chǔ)材料的關(guān)鍵問(wèn)題之一。“當(dāng)電子跑進(jìn)斯格明子后，電子的運(yùn)動(dòng)方式就不一樣了，傾向于跟著斯格明子運(yùn)動(dòng)。”江萬(wàn)軍說(shuō)。可以想象，斯格明子更像是一種“金鐘罩”的概念。 過(guò)往對(duì)新材料體系的獲取，多是通過(guò)各種方法對(duì)材料體系的整體進(jìn)行調(diào)整，使其產(chǎn)生斯格明子。例如，通過(guò)打破界面反演對(duì)稱(chēng)性破缺，江萬(wàn)軍等人首先證明了在重金屬/鐵磁體的磁性納米材料中也可產(chǎn)生斯格明子。該材料體系中的磁性斯格明子在理論尺度上可以做到更小（3納米左右），并能在室溫下穩(wěn)定存在。 |
