Pesquisadores do Instituto Technion-Israel de Tecnologia conseguiram gerar minúsculos "nano-ouriços de luz" chamados skyrmions ópticos, que poderia tornar possíveis avanços revolucionários no processamento de informações, transferência e armazenamento.

A pesquisa, publicado recentemente em Ciência , foi liderado pelo Professor Guy Bartal do Departamento de Engenharia Elétrica de Viterbi e pelo Professor Netanel Lindner do Departamento de Física do Technion. A equipe de pesquisa também incluiu o professor Bergin Gjonaj, da Faculdade de Medicina da Universidade Albanesa em Tirana; bem como Shai Tsesses, Evgeni Ostrovsky e Kobi Cohen, todos os alunos de pesquisa no Technion.

O termo "skyrmion" é derivado do nome do Dr. Tony Skyrme, um físico inglês que, em 1962, descobriram que arranjos de alta energia de sistemas físicos com campos que têm uma "configuração semelhante a um ouriço" desfrutam de uma estabilidade aprimorada. Ao longo dos anos, o conceito foi aplicado a vários sistemas de materiais, mais notavelmente em ímãs. Os arranjos de ouriço são considerados uma alternativa altamente promissora para a representação de dados, o que poderia aumentar drasticamente o armazenamento de memória do computador.

Atualmente, a maior parte das informações do mundo é inserida ou extraída em discos rígidos por meio de um braço mecânico. Mas o gerenciamento de informações baseado em skyrmions requer apenas correntes elétricas fracas. E os skyrmions são de dimensões em nanoescala - com diâmetros de 10, 000 vezes menor do que um fio de cabelo. Esses recursos são a razão pela qual se espera que os skyrmions otimizem drasticamente, acelerar e reduzir os custos de processamento de informações, transferência e armazenamento.

Os pesquisadores do Technion foram os primeiros a estender a ideia do Dr. Skyrme para o mundo da óptica:eles conseguiram gerar skyrmions usando o campo elétrico das ondas eletromagnéticas. Em contraste com as ondas de luz "regulares", cujos campos elétricos geralmente apontam ao longo de uma direção específica (um princípio físico subjacente, por exemplo, Óculos de sol polarizados), os pesquisadores do Technion demonstraram que um campo elétrico pode assumir a forma de um "skyrmion" e, simultaneamente, enfrentar em todas as direções, de modo que sua configuração espacial se assemelha aos espinhos de um ouriço. Além disso, eles mostraram que esses "ouriços leves" são robustos contra vários defeitos no material que hospeda as ondas eletromagnéticas.

A geração bem-sucedida de skrymions em ondas eletromagnéticas pode ser de importância crítica em aplicações práticas. A data, materiais nos quais skrymions são formados são muito raros e geralmente requerem resfriamento a temperaturas muito baixas, normalmente obtido com nitrogênio líquido ou hélio. A nova descoberta da equipe do Technion pode permitir a replicação futura deste efeito único em uma ampla gama de sistemas e materiais, incluindo líquidos, sistemas de nanopartículas e até gases atômicos frios. Também pode preparar o terreno para novas aplicações do skyrmion no processamento de informações ópticas (em vez de magnéticas), transferência e armazenamento.