p Uma equipe de cientistas da Alemanha, A Suécia e a China descobriram um novo fenômeno físico:complexas estruturas trançadas feitas de minúsculos vórtices magnéticos conhecidos como skyrmions. Os skyrmions foram detectados experimentalmente há pouco mais de uma década e desde então têm sido objeto de vários estudos, além de fornecer uma possível base para conceitos inovadores em processamento de informações que ofereçam melhor desempenho e menor consumo de energia. Além disso, skyrmions influenciam as propriedades magnetorresistivas e termodinâmicas de um material. A descoberta, portanto, tem relevância tanto para a pesquisa aplicada quanto para a pesquisa básica. p Cordas, fios e estruturas trançadas podem ser vistos em toda a vida diária, de cadarços, para pulôveres de lã, das tranças no cabelo de uma criança aos cabos de aço trançados que são usados ​​para sustentar inúmeras pontes. Essas estruturas também são comumente vistas na natureza e podem, por exemplo, dar às fibras vegetais resistência à tração ou flexão. Físicos da Forschungszentrum Jülich, junto com colegas de Estocolmo e Hefei, descobriram que tais estruturas existem em nanoescala em ligas de ferro e germânio metalóide.

p Cada uma dessas nanoestras é composta de vários skyrmions que são torcidos em maior ou menor extensão, um pouco como os fios de uma corda. Cada skyrmion consiste em momentos magnéticos que apontam em direções diferentes e, juntos, tomam a forma de um minúsculo vórtice alongado. Um filamento individual de skyrmion tem um diâmetro de menos de um micrômetro. O comprimento das estruturas magnéticas é limitado apenas pela espessura da amostra; eles se estendem de uma superfície da amostra para a superfície oposta.

p Estudos anteriores feitos por outros cientistas mostraram que esses filamentos são amplamente lineares e quase em forma de bastão. Contudo, investigações de microscopia de ultra-alta resolução realizadas no Ernst Ruska-Center em Jülich os estudos teóricos no Instituto Peter Grünberg de Jülich revelaram um quadro mais variado:os fios podem de fato se torcer em vários graus. De acordo com os pesquisadores, essas formas complexas estabilizam as estruturas magnéticas, tornando-os particularmente interessantes para uso em uma variedade de aplicações.

p “A matemática contém uma grande variedade dessas estruturas. Agora sabemos que esse conhecimento teórico pode ser traduzido em fenômenos físicos reais, "O físico de Jülich, Dr. Nikolai Kiselev, tem o prazer de relatar." Esses tipos de estruturas dentro de sólidos magnéticos sugerem propriedades elétricas e magnéticas únicas. Contudo, são necessárias mais pesquisas para verificar isso. "

p Para explicar a discrepância entre esses estudos e os anteriores, o pesquisador ressalta que as análises usando um microscópio eletrônico de ultra-alta resolução não fornecem simplesmente uma imagem da amostra, como no caso de, por exemplo, um microscópio óptico. Isso ocorre porque os fenômenos da mecânica quântica entram em ação quando os elétrons de alta energia interagem com os da amostra.

p “É bem possível que outros pesquisadores também tenham visto essas estruturas no microscópio, mas foram incapazes de interpretá-los. Isso ocorre porque não é possível determinar diretamente a distribuição das direções de magnetização na amostra a partir dos dados obtidos. Em vez de, é necessário criar um modelo teórico da amostra e gerar uma espécie de imagem de microscópio eletrônico a partir dela, "explica Kiselev." Se as imagens teóricas e experimentais corresponderem, pode-se concluir que o modelo é capaz de representar a realidade. ”Em análises desse tipo em ultra-alta resolução, O Forschungszentrum Jülich com seu Ernst Ruska-Center é uma das instituições líderes em todo o mundo.