Cientistas do Laboratório Nacional Argonne do Departamento de Energia dos Estados Unidos estão fazendo progressos no estudo de fenômenos magnéticos, como vórtices magnéticos microscópicos ou skyrmions. Estas são excitações magnéticas estáveis em materiais que podem substituir a gravação em disco rígido magnético tradicional e a memória MRAM no futuro. Ao contrário da magnetização comum, os skyrmions são mais difíceis de destruir, o que promete maior confiabilidade de gravação. Mas isso não é tudo.
Fonte da imagem: Argonne
A estrutura e possibilidade de formação de estruturas de vórtices magnéticos há cerca de 60 anos foi prevista pelo físico teórico britânico Tony Skyrme. Mais tarde, esses vórtices magnéticos receberam seu nome. Estas são formações magnéticas topologicamente estáveis que podem ser excitadas em filmes magnéticos e então ler seu estado. Em comparação com os ímãs clássicos (magnetização), os skyrmions prometem ser de três a quatro ordens de magnitude mais eficientes em termos de energia em tarefas de armazenamento de dados e também não requerem energia para manter o estado de magnetização.
No momento, os skyrmions continuam sendo objeto de pesquisas iniciais, embora os cientistas já entendam aproximadamente como criar células de memória com base neles. Os cientistas do Argorn Lab usam uma combinação de um microscópio eletrônico e inteligência artificial para fazer isso. O algoritmo foi ensinado a reconhecer skyrmions em camadas de material resfriado a temperaturas ultrabaixas. Descobriu-se que quanto mais o material é resfriado, menos provável é que os skyrmions sobrevivam. A uma temperatura de -168 °C, os skyrmions praticamente desapareceram, enquanto o aquecimento a -50 °C restaurou a ordem na estrutura magnética.
Pontos de luz são zonas de ordenação de skyrmions, e quanto mais frio o material, menos ordem.
Os cientistas estão confiantes de que a reversibilidade da transição do caos para a ordem e vice-versa cria espaço para a invenção de novos sistemas de memória magnética eficientes. Muito em breve, até 25% de toda a energia gerada na Terra será consumida para armazenamento de dados no mundo. Este é um luxo inaceitável. Os computadores precisam de sistemas de memória novos e energeticamente eficientes. Os Skyrmions são um dos candidatos promissores para esse papel, embora ainda precisem ser estudados e estudados.