Skyrmions: Schlüssel zur Zukunft der Computer?
Wir streben danach, die Größe und den Energieverbrauch von Computern zu reduzieren, indem wir magnetische Strukturen erforschen, die sich in bestimmten Materialien wie Partikel verhalten. Kürzlich hat ein internationales Team einen neuen Geschwindigkeitsrekord für die Bewegung dieser magnetischen Quasiteilchen aufgestellt.
Revolutionäre Entdeckung in der Informatik
Deutsche Forscher der Universität zu Köln und der Technischen Universität München (TUM) haben 2009 die Existenz von magnetischen Skyrmion-Kristallen aufgezeigt. Bis dahin war der Begriff hauptsächlich aus der Science-Fiction bekannt. Heute könnte diese Entdeckung die Computerwelt umwälzen.
Was sind Skyrmions?
Skyrmions sind Strukturen, die man als „magnetische Nanobläschen“ in der Physik der kondensierten Materie beschreiben könnte. Ursprünglich eingeführt, um die Existenz elementarer Teilchen wie Protonen zu erklären, stehen Skyrmions jetzt im Mittelpunkt technologischer Fortschritte.
Revolution in der Informationstechnologie
Ein internationales Forscherteam, geleitet von Wissenschaftlern des CNRS, hat kürzlich entdeckt, dass Skyrmions in bestimmten magnetischen Materialien mit einem elektrischen Strom bei Rekordgeschwindigkeiten bis zu 900 m/s bewegt werden können. Ihre Ergebnisse, veröffentlicht in der Zeitschrift Science, deuten auf ein revolutionäres Potenzial hin.
Diese magnetischen Nanobläschen könnten zu schnelleren Computern führen, die weniger Energie verbrauchen und über miniaturisierte Speicher verfügen. Skyrmions würden nicht nur als Informationsträger dienen, sondern auch an logischen Operationen für deren Verarbeitung beteiligt sein.
Eine effizientere Zukunft
In einem magnetischen Umfeld wirken Atome ähnlich wie kleine Magnete. Magnetische Medien können genutzt werden, um magnetisierte Bereiche in verschiedenen Richtungen zu tragen. Ein Bündel gleich ausgerichteter Atome bildet eine magnetisierte Zone, die zur Informationsspeicherung genutzt werden kann. Skyrmions, die ähnlich agieren, können sich bereits mit nur etwa zehn Atomen bilden, im Gegensatz zu einer Million in einer herkömmlichen Festplatte. Die Zukunft des Computers könnte also auf der Skala von nur zehn Atomen entschieden werden. Diese neue Forschungsrichtung könnte die Größe magnetischer Speicher drastisch reduzieren und unsere Technologien radikal verändern.