Skyrmion

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher

Le skyrmion est une particule théorisée en 1962 par le physicien britannique Tony Skyrme et dont la découverte a été annoncée en 2009 par des physiciens de l'Université technique de Munich[1].

Description[modifier | modifier le code]

Il consiste en une superposition quantique de baryons et d'états de résonance[2], ou plus simplement un vortex ou tourbillon de spin sur une surface, qui peut être créé par la pointe d'un microscope à effet tunnel.

C'est sous la forme du vortex de spin que les physiciens allemands ont fait leur découverte[1].

Un skyrmion peut être approché par un soliton de l'équation Sine-Gordon ; après quantification par la méthode de l'ansatz de Bethe[3], il devient un fermion interagissant selon le modèle de Thirring.

Où trouve-t-on des skyrmions[modifier | modifier le code]

Des skyrmions ont été rapportés comme étant présent dans des condensats de Bose-Einstein[4], des supraconducteurs[5], des couches minces aux propriétés magnétiques [6] et des cristaux liquides chiraux nématiques[7]. L'étude des skyrmions a connu un regain d'intérêt au début du XXIe siècle, compte tenu de potentielles applications en microélectronique[8].

Les skyrmions dans la technologie moderne[modifier | modifier le code]

Les skyrmions sont plus stables, mais aussi moins énergivores que leurs cousins les électrons.

La petite taille des skyrmions en fait aussi de bons candidats pour des applications futures de stockage de données[9]: un disque dur d'ordinateur prendrait alors la place d'une pièce de un cent.
Des physiciens de l'université de Hambourg Kristen von Bergmann et ses collègues, dirigés par Roland Wiesendanger, après avoir découvert les skyrmions, ont réussi à lire et écrire des skyrmions[10]. La charge topologique, qui représente la présence ou l'absence de skyrmions, peut permettre de représenter des bits à l'état "1" et "0".

Des chercheurs de l'UCLA et del'U.S. Department of Energy's Argonne National Laboratory estiment disposer d'une nouvelle méthode leur permettant de créer à température ambiante et à des coûts raisonnables et avec un simple équipement classique de laboratoire et des matériaux communs des « bulles de skyrmions magnétiques ». Ces îlots magnétiques peuvent être formés dans certaines matières et on peut les déplacer et les organiser en utilisant des courants électriques, ce qui pourrait peut-être permettre de les utiliser pour former les 1 et 0 d'une mémoire d'ordinateur[11].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b Skyrmion Lattice in a chiral Magnet, 12 février 2009
  2. (en) Auteur inconnu, 2002, « What exactly is a Skyrmion? », .
  3. [1]
  4. Usama Al Khawaja et Henk Stoof, « Skyrmions in a ferromagnetic Bose–Einstein condensate », Nature, vol. 411, no 6840,‎ , p. 918–20 (PMID 11418849, DOI 10.1038/35082010, Bibcode 2001Natur.411..918A)
  5. (en) Auteur inconnu, 2011, « Possibility of Skyrmion Superconductivity in Doped Antiferromagnet K$_2$Fe$_4$Se$_5$ », .
  6. N. S. Kiselev, A. N. Bogdanov, R. Schäfer et U. K. Rößler, « Chiral skyrmions in thin magnetic films: New objects for magnetic storage technologies? », Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 44, no 39,‎ , p. 392001 (DOI 10.1088/0022-3727/44/39/392001, Bibcode 2011JPhD...44M2001K, arXiv 1102.2726)
  7. J.-I. Fukuda et S. Zumer, « Quasi-two-dimensional Skyrmion lattices in a chiral nematic liquid crystal », Nature Communications, vol. 2,‎ , p. 246 (PMID 21427717, DOI 10.1038/ncomms1250, Bibcode 2011NatCo...2E.246F)
  8. (en)Saving data in vortex structures: New physical phenomenon could drastically reduce computer energy consumption, phys.org
  9. (en)Magnetic vortices could form the basis for future high-density, low-power magnetic data storage, phys.org]
  10. N. Romming, C. Hanneken, M. Menzel, J. E. Bickel, B. Wolter, K. Von Bergmann, A. Kubetzka et R. Wiesendanger, « Writing and Deleting Single Magnetic Skyrmions », Science, vol. 341, no 6146,‎ , p. 636–9 (PMID 23929977, DOI 10.1126/science.1240573)
  11. Lerner Louise (2015), Scientists announce first room-temperature magnetic skyrmion bubbles, consulté 2015-06-13

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Sur les autres projets Wikimedia :

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]