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skyrmions voladores

09.11.2021

La óptica topológica y la fotónica topológica se han convertido en áreas "calientes" de la ciencia desde la década de 1980 después del descubrimiento de singularidades en los campos magnéticos. Y el Premio Nobel relativamente reciente, otorgado por el descubrimiento y estudio de características topológicas en la física de la materia condensada, estimuló aún más el interés de la comunidad científica, porque todo esto abre perspectivas para la implementación de tipos no triviales de interacciones de electromagnética. ondas con la materia. Esto, a su vez, se puede utilizar en una serie de nuevas tecnologías para transmitir información y energía a largas distancias.

Un grupo de físicos del Reino Unido y Singapur anunció el descubrimiento de una nueva "familia" de pulsos electromagnéticos con topología toroidal. Estos pulsos son realizaciones físicas ideales de soluciones a las ecuaciones de Maxwell, lo que permite controlar su complejidad topológica y obtener la denominada topología supertoroidal. Los campos electromagnéticos de tales pulsos supertoroidales forman estructuras que coinciden casi por completo con la estructura de los skyrmions, que en condiciones normales son "vórtices" de campos magnéticos en el medio de algunos materiales magnéticos. Solo que ahora los skyrmions de pulsos supertoroidales vuelan en el espacio casi a la velocidad de la luz.

Skyrmions, cuasi-partículas topológicas complejas, fueron descubiertas por Tony Skyrme en 1962 en un intento de crear un modelo unificado del nucleón. Como se mencionó anteriormente, los skyrmions son vórtices magnéticos de tamaño nanométrico con estructuras ordenadas. Estas cuasipartículas ya han sido bien estudiadas en muchos sistemas de materia condensada, incluidos exóticos como el condensado de Bose-Einstein, imanes quirales, superconductores y cristales líquidos. Pero si los skyrmions pueden volar, se abrirá un sinfín de nuevas posibilidades para las próximas generaciones de dispositivos de información.

El impulso supertoroidal, llamado "rosquilla voladora" por los científicos, incluye estructuras topológicas toroidales recursivas, por lo que la configuración de su campo electromagnético se asemeja a una muñeca anidada. Y la complejidad topológica de un pulso de este tipo puede controlarse de manera bastante simple, el número de pulsos toroidales incrustados en él puede aumentarse o disminuirse, la dirección de torsión del vórtice magnético puede controlarse, etc.

Las características topológicas de los pulsos supertoroidales proporcionan "grados de libertad" adicionales que pueden utilizarse como portadores de información para sistemas ópticos de codificación y decodificación, sistemas de medición de varios tipos, sistemas de visualización de información con ultra alta resolución y, por supuesto, sistemas para transmisión inalámbrica. de información y energía a largas distancias.

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¿A qué huele la biblioteca? 20.03.2010

El olor a libros antiguos en cualquier biblioteca excita el corazón de todo amante de los libros. Un perfumista definiría esta fragancia como una mezcla de un olor a hierba con un toque de vainilla, un toque de humedad y algo ácido.

Recientemente, un grupo de investigadores de Inglaterra y Eslovenia demostró que analizando el olor del papel viejo se puede determinar el estado de un libro o documento. Usando cromatografía de gases, los científicos analizaron el olor de 72 documentos y publicaciones de los siglos XIX y XX y pudieron aislar 15 compuestos volátiles, cuya proporción permite determinar el grado de destrucción del papel.

Tal análisis requiere mucho menos tiempo y esfuerzo que una revisión detallada de cada página. La inspección de libros y documentos debe comenzar después de que el olor sea motivo de alarma, y luego se pueden tomar medidas preventivas.

Los investigadores esperan poder diseñar un dispositivo portátil de análisis cromatográfico con el que cada bibliotecario pueda verificar rápidamente el estado de sus salas.

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