隐藏的美丽：三维磁性“涡旋环”的首先实验观察

时间：2021-11-23 10:52:10 来源：

在磁性微毛虫内部重建涡旋环。

三维磁性“涡旋环”的首次实验观察为散装磁铁内复杂的纳米级结构提供了基础洞察力，并为磁性装置提供了新的透视图。

磁铁经常含隐藏的美丽。拿一个简单的冰箱：有点违反，它在一边是'粘稠'，但不是另一侧。秘密在于磁化的方式以诸如材料内的明确限定的图案布置。更复杂的磁化纹理是许多现代技术的核心，如硬盘驱动器。现在，Paul Scherrer Institute Psi国际科学家们，剑桥大学罗德克物理与工程学院，莫斯科学院莫斯科研究所，莫斯科学院举报了一个小柱内的意外磁性结构的发现磁性材料钆钴。

正如他们在2020年11月30日发布的一篇文章中，在“自然物理学”期刊中，研究人员观察到亚微米的环形配置，它们被识别为磁性涡旋环。远远超出了审美吸引力，这些纹理可能指出了进一步复杂的三维结构，在磁铁中出现的进一步复杂的三维结构，并且可以一天形成新颖的技术应用的基础。

迷人的见解

确定磁铁内的磁化布置是非常挑战的，特别是对于微型和纳米级的结构，其用于在该研究通常限于看在表面下方的浅层。PSI和Eth苏黎世研究人员在2017年改变了2017年的研究人员对散装磁铁的纳米图谱进行了一种新的X射线方法，它们在瑞士光源SLS的实验中证明。[2]该提前将独特的窗口打开到磁体的内部寿命中，提供一种用于在微米尺寸样本内的纳米级上确定三维磁性配置的工具。

在磁性微毛虫内部重建涡旋环。

利用这些能力，原始团队成员与国际合作者一起冒险进入新领域。他们观察到的令人惊叹的环形形状出现在相同的钴微米样品中，在其中在检测到由涡流组成的复杂磁性配置之前它们具有 - 当水螺旋从水槽下降时看到的结构 - 以及它们的拓扑对应物，反恐。这是第一个，但这些纹理的存在本身并不令人惊讶。然而，意外，科学家们还发现了由成对的涡旋和抗激死组成的环。观察结果最初被证明是令人费解的。随着新型复杂数据分析技术的实施，他们最终确定这些结构是所谓的涡旋环 - 实质上，甜甜圈形状的漩涡。

一个旧故事的新扭曲

涡旋戒指对每个人都看到烟圈的每个人都熟悉，或者观看生产循环形气泡的海豚，为他们自己的娱乐以及他们的观众那么多。新发现的磁涡旋戒指在自己的右边迷住。他们的观察验证预测不仅二十多年前验证了预测，解决了这些结构是否可以存在的问题。他们还提供惊喜。特别地，已经预测磁性涡旋环是瞬态现象，但在现在报告的实验中，这些结构结果表明非常稳定。

磁性涡旋戒指的稳定性应该具有重要的实际意义。对于一个，它们可能会通过磁性材料移动，因为烟圈稳定地移动空气或通过水的气泡环移动。学习如何控制磁铁体积内的环可以打开有趣的前景，以便节能3D数据存储和处理。对于这些新结构的物理学，也有兴趣，因为磁性涡旋环可以采取不可能的烟雾和泡沫对应物。该团队已经观察到了一些独特的配置，而且展望未来，他们的进一步探索有望带来更轻松的磁性美景。

参考：

Claire Donnelly散装磁铁中涡旋戒指的实验观察，Konstantin L. Metlov，Valerio Scagnoli，Manuel Guizar-Sicairos，Mirko Holler，Nicholas S. Bingham，JörgRaabe，Laura J. Heigderman，Nigel R. Cooper和Sebastian Gliga， 11月30日2020年，自然物理.DO：
10.1038 / s41567-020-01057-3“三维磁化结构用X射线传染媒介纳米分析显示”Claire Donnelly，Manuel Guizar-Sicairos，Valerio Scagnoli，Sebastian Gliga，Mirko Holler，Jörer，Jörgrabe和Laura J. Heyderman，20 2017年7月，Nature.Doi：
10.1038 / Nature23006.

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