Representación artística de los campos magnéticos entrelazados del skyrmion.
(Imagen: © Science Advances / Creative Commons)
Un skyrmion puede describirse como una cuasi partícula que gira, un nudo de líneas de campo retorcidas o un huracán subatómico. También son uno de los conceptos de física más difíciles de entender para los humanos. Esto se debe a que estas perturbaciones de tamaño nanométrico son más fáciles de describir matemáticamente y, a pesar de que se conocen desde hace casi 60 años, los físicos solo recientemente han comenzado a encontrar aplicaciones prácticas para skyrmions.
Historia de skyrmions
Los Skyrmions llevan el nombre del físico nuclear británico Tony Skyrme, quien propuso por primera vez su existencia en 1961. Su idea era modelar entidades subatómicas como protones y neutrones utilizando giros contorneados en el campo cuántico que poseen todas las partículas, de acuerdo con la American Physical Society. Si bien el concepto fue útil de muchas maneras, como la predicción precisa de algunas de las propiedades de partículas fundamentales como los quarks y los gluones, tuvo problemas con otros aspectos del comportamiento nuclear.
La idea finalmente fue reemplazada por una teoría conocida como cromodinámica cuántica, que tuvo más éxito en el modelado de partículas subatómicas. Pero los skyrmions han sido revividos por investigadores que trabajan en campos magnéticos, que también pueden ser inducidos a formar remolinos en forma de vórtice.
En un skyrmion magnético, las líneas de campo magnético anudadas se envuelven entre sí como llaveros que se enganchan en otros llaveros, creando una forma a escala nanométrica eso es imposible de separar sin romper los anillos. En un campo magnético, la formación puede desplazarse de un punto a otro, con el skyrmion haciéndose de nuevo de líneas en cualquier lugar dado.
¿Para qué sirven los skyrmions?
Debido a que los skyrmions son tan pequeños y estables, los físicos están interesados en controlar estas entidades similares a partículas para su uso en computadoras futuristas y almacenamiento de memoria electrónica, según Physics Today. Inicialmente, los investigadores solo podían inducir skyrmions magnéticos en materiales que se habían enfriado a temperaturas muy frías, pero ahora se producen rutinariamente en objetos a temperatura ambiente.
Dado que se necesita relativamente poca energía para mantener y acceder electrónicamente a los datos almacenados en skyrmions magnéticos, los ingenieros creen que estas partículas podrían generar dispositivos de almacenamiento de memoria muy eficientes. Un campo emergente llamado skyrmionics ahora se dedica a crear tales dispositivos de próxima generación.
Los Skyrmions también podrían explicar un fenómeno extraño y misterioso conocido como iluminación del salón - un raro orbe resplandeciente que puede aparecer durante tormentas eléctricas y deslizarse por el aire, superando con creces a los más conocidos rayos dentados. En 2018, un equipo propuso que los procesos naturales que de alguna manera crean los nudos arremolinados que surgen en los skyrmions son los mismos que producen rayos de bolas.
Otros investigadores han comenzado a revivir los modelos originales de Skyrme y los han modificado para explicar mejor los conceptos en física nuclear, como predecir el comportamiento y la forma de los núcleos.
Recursos adicionales:
- Aprenda más sobre el uso de skyrmions en tecnología informática, de Ingeniería y Tecnología.
- Obtenga más información sobre skyrmions como la próxima generación de almacenamiento de datos, de Berkeley Lab.
- Mira ¿Qué es un Skyrmion? De Science News.
