Skyrmions, pequenos redemoinhos de momentos magnéticos, atraíram recentemente muita atenção devido às suas aplicações potenciais em spintrônica e outras áreas da física. Surpreendentemente, os skyrmions compartilham várias semelhanças intrigantes com dois fenômenos aparentemente não relacionados:vidro e supercondutores de alta temperatura.

Semelhanças com o vidro:

1. Frustração e desordem :O vidro é um sólido onde os átomos ou moléculas estão dispostos de maneira desordenada, levando à frustração do sistema. Da mesma forma, os skyrmions podem ser vistos como "quasipartículas" magnéticas que surgem devido à frustração nas interações magnéticas entre os spins.

2. Transição de fase :A transição de um estado líquido normal para um estado vítreo envolve uma mudança na estrutura e na dinâmica do material. No caso dos skyrmions, certos materiais passam por uma transição de fase de um estado magnético convencional para uma fase skyrmion à medida que a temperatura ou o campo magnético variam.

3. Dinâmica lenta :O vidro exibe dinâmica de relaxamento lento devido à frustração e desordem em seus arranjos atômicos. Skyrmions também podem exibir dinâmicas lentas, como movimento de fluência e relaxamento, devido às interações entre os skyrmions e seu ambiente.

Semelhanças com supercondutores de alta temperatura (HTSCs):

1. Quantização de Fluxo :HTSCs são caracterizados pela quantização do fluxo magnético, o que significa que o fluxo magnético através de certas regiões do material é restrito a valores discretos específicos. Skyrmions também exibem quantização de fluxo, à medida que o momento magnético encerrado por um skyrmion é quantizado.

2. Estruturas semelhantes a vórtices :Os HTSCs exibem estruturas semelhantes a vórtices conhecidas como vórtices de Abrikosov, que são formados quando campos magnéticos penetram no supercondutor. Skyrmions também podem ser vistos como estruturas semelhantes a vórtices na textura do spin, embora difiram em seus mecanismos subjacentes.

3. Proteção Topológica :Ambos os vórtices skyrmions e Abrikosov são topologicamente protegidos, o que significa que sua existência e propriedades são robustas contra certos tipos de perturbações. Esta proteção topológica desempenha um papel crucial na estabilidade e comportamento destas estruturas.

Essas semelhanças entre skyrmions, vidro e HTSCs destacam o comportamento rico e diversificado que pode surgir em sistemas físicos complexos. Compreender as ligações entre estes fenómenos aparentemente díspares pode fornecer informações valiosas sobre os princípios fundamentais que regem o seu comportamento e abrir novos caminhos para a exploração e potenciais aplicações tecnológicas.