Skyrmions pourrait révolutionner l'informatique présentant un grand potentiel dans le stockage électronique de l'information, et la clé d'une telle percée pourrait être de comprendre leur comportement sous les courants appliqués.

À mesure que les exigences en matière de technologie de l'information augmentent, le besoin d'améliorer le stockage des données grandit également. De nombreux systèmes à semi-conducteurs suggérés pour une telle tâche sont fondés sur la manipulation de skyrmions, parfait pour un tel rôle en raison de leur taille et de leur stabilité. Dans une étude publiée dans EPJ B, auteurs N.P. Vizarim et C.J.O. Reichhardt de la Division théorique et du Centre d'études non linéaires, Laboratoire national de Los Alamos, Nouveau Mexique, Les États-Unis et leurs collègues visent à comprendre comment les skyrmions se comportent dans un substrat sous des lecteurs CC et CA.

Skyrmions, des quasiparticules nanométriques constituées de lignes de champ magnétique imbriquées nouées se déplaçant à travers un matériau, sont difficiles à comprendre au-delà des descriptions mathématiques pures.

Ainsi, pour mener leur étude, l'équipe a modélisé mathématiquement un système bidimensionnel de taille L × L avec des conditions aux limites périodiques sur les axes x et y. Tout au long de ce modèle, ils ont placé un réseau d'obstacles à traverser pour le skyrmion.

Initialement, le skyrmion n'a été placé que sous l'influence d'un entraînement à courant continu révélant des effets de verrouillage directionnel qui dépendaient de l'échelle des obstacles et du fait que le mécanisme d'épinglage utilisé pour maintenir la quasiparticule en 2D était répulsif ou attrayant.

Un lecteur ca biharmonique a ensuite été appliqué au système, générer un mouvement circulaire dans le skyrmion. Les chercheurs ont également découvert qu'en faisant varier les fréquences d'entraînement en courant alternatif, la mobilité transversale d'un skyrmion peut être améliorée.

Un élément que l'étude de l'équipe n'a pas pris en compte était l'effet de la température sur le système skyrmion. Les variations thermiques peuvent « effacer » les effets de verrouillage, d'où la raison pour laquelle les skyrmions sont étroitement associés aux condensats de Bose-Einstein — un état de la matière trouvé au bord du zéro absolu.

De façon intéressante, en plus de sa place dans le développement de l'informatique de demain, la recherche de skyrmion peut également résoudre le mystère de longue date de la « foudre en boule » fournissant un exemple de la façon dont ces étranges, des bizarreries mathématiques presque abstraites sont pour le monde matériel.