Aplicació de defectes magnètics.

Els surfistes passen la major part del seu temps veient que les llarges ones  vénen cap a la costa mentre intenten agafar una, quan aquesta ja comença a corbar-se i trencar-se.

D'una manera semblant, els científics treballen per crear ones helicoïdals electromagnètiques amb corvatura de torsió, que permet una imatge més precisa de les propietats magnètiques dels diferents materials a nivell atòmic i possiblement, fer possible el desenvolupament de futurs dispositius.

Font: Google

Quan els científics utilitzen guies d'electrons per mirar mostres de materials, tenen la capacitat de modificar molts aspectes diferents de les ones electromagnètiques que formen el feix. Poden fer que l'amplitud de les ones sigui més gran o més petita, o fer que les ones siguin més ràpides o més lentes. No obstant això, fins ara no hi ha hagut cap manera fàcil de transformar una ona plana,  en una ona helicoïdal.

En un nou estudi del Laboratori Nacional d'Argonne del Departament d'Energia dels Estats Units (DOE), els científics han creat petites regions de defectes magnètics fabricats a partir d'illes magnètiques a escala nanomètrica reunides en una xarxa. Les ones planes interactuen amb aquests defectes, generant així ones helicoïdals.

S'està buscant ones amb una mena de curl perfecte, i per generar l'ondulació s'ha de donar alguna cosa per col·lapsar, que en aquest cas són monopols magnètics.

Font: Anl.gov

La raó per la qual els científics estan tan interessats en les ones helicoïdals és que tenen una propietat anomenada moment orbitral angular. Conèixer l'impuls orbitral angular d'un feix d'electrons permet als investigadors investigar el comportament magnètic dels materials a nivell atòmic mitjançant la determinació d'una propietat atòmica anomenada moment magnètic.

Si es poden veure els moments magnètics del material, es pot construir una descripció de les propietats magnètiques totals del material, i com el material manifesta les seves propietats electròniques i magnètiques.

D'aquesta manera, el feix d'electrons refigurats podria ser útil per a l'estudi de materials en els quals el gir i la magnetització juguen un paper crucial, potencialment allunyant el camí cap a noves formes de dispositius electrònics.

Tenir accés a la informació codificada per l'impuls orbitral angular, també permetrà als científics comprendre millor els matisos dels materials quirals.

Font: Google

La xarxa de defectes es pot inserir en qualsevol microscopi electrònic per proporcionar una forma directa d'imatges d'una mostra. Normalment,  no es pensa en modificar el perfil del feix d'aquesta manera.

En la següent fase de l'experiment, Phatak va explicar que els investigadors podrien buscar reemplaçar les xarxes d'illes magnètiques amb solenoides o bobines  que poden actuar com a electroimanes. L'ús de solenoides permetria la creació de  dos o quatre defectes magnètics més precisos. Ara mateix, a causa de l'arranjament de la xarxa magnètica, només es poden crear defectes amb una magnetització acumulativa, però els solenoides  permetrien tenir un rang molt més ampli d'estats de magnetització.

Un document basat en l'estudi, "Indicacions directes de defectes topològics en ones electròniques a causa de la càrrega magnètica localitzada a escala nanomètrica",  es va publicar en el número 22 d'Internet de Nano Letters del 22 d'octubre del 2018.

 Font: Laboratori Nacional d'Argonne