Des scientifiques des universités de Birmingham, Bristol et Colorado, Boulder a fait un pas de plus vers le développement de la prochaine génération de dispositifs de stockage et de traitement de données, en utilisant une science émergente appelée skyrmionics.

Skyrmionics se concentre sur l'exploitation des propriétés de structures de taille nanométrique dans des films magnétiques appelés skyrmions. Ceux-ci tournent à la surface de l'aimant comme de minuscules vortex, et les scientifiques pensent qu'ils pourraient être utilisés pour stocker des quantités de données beaucoup plus denses que ce qui est actuellement possible en utilisant les techniques de stockage de données magnétiques existantes sur lesquelles s'appuient actuellement les ordinateurs modernes.

La forme de ces structures skyrmions signifie que les données qui y sont codées pourraient également être transférées en utilisant beaucoup moins d'énergie que ce qui est actuellement possible.

Mais organiser ces nouvelles structures de manière à les rendre capables de stocker et de transférer des données s'est avéré un défi.

Dans une nouvelle étude, Publié dans Physique de la nature , l'équipe de recherche de théoriciens britanniques et d'expérimentateurs américains a démontré un moyen de combiner plusieurs skyrmions ensemble dans des structures qu'ils appellent « sacs de skyrmions », ce qui permet un emballage bien plus important d'informations dans les systèmes skyrmion.

"Le défi d'améliorer notre stockage de données devient de plus en plus urgent, " explique Mark Dennis, Professeur de physique théorique à l'Université de Birmingham et auteur principal de l'étude. "Nous aurons besoin de nouvelles approches technologiques pour augmenter la quantité de données que nous voulons stocker dans nos ordinateurs, téléphones et autres appareils, et les sacs skyrmion pourraient être une voie vers cela. Plutôt que d'utiliser des trains de skyrmions simples pour coder des bits binaires, chaque sac skyrmion peut contenir n'importe quel nombre de skyrmions, augmentant massivement le potentiel de stockage de données."

L'équipe a modélisé sa technique dans des dispositifs magnétiques à l'aide de simulations informatiques, et l'a testé avec succès dans des expériences impliquant des cristaux liquides.

« C'est particulièrement excitant de voir cette technologie à l'œuvre dans les cristaux liquides car elle ouvre de nouvelles possibilités d'avancées dans des domaines tels que les écrans d'affichage, des capteurs ou encore des cellules solaires, " ajoute le co-auteur principal, Dr David Foster, à l'Université de Bristol.

Les skyrmions ont été initialement proposés comme modèle théorique des particules fondamentales par le professeur Tony Skyrme de l'Université de Birmingham dans les années 1960. Cette recherche, financé par le Leverhulme Trust et le Département américain de l'énergie, montre comment des idées purement théoriques en physique peuvent conduire à de nouvelles technologies innovantes.