Zanim jednak przejdziemy do dania głównego, czyli wniosków wyciągniętych przez naukowców, którzy opisali swoje dokonania na łamach Science, warto byłoby zacząć od wyjaśnienia kilku kwestii. Po pierwsze: fraktale to kształty geometryczne, które zawierają szczegółowe struktury nawet w bardzo małych skalach.
Kiedy weźmiemy trójkąt i wydłużymy jego bok dwukrotnie, to jego powierzchnia wzrośnie czterokrotnie. W przypadku fraktali wygląda to inaczej. Poza tym, można je spotkać w codziennym życiu, choćby obserwując płatki śniegu bądź… uderzenia piorunów. W ramach nowych badań Jonathan Hallén z Uniwersytetu w Cambridge przeanalizował fraktal tytanianu dysprozu, związku chemicznego będącego czystym kryształem magnetycznym.
Zwany również lodem spinowym, zawiera spiny elektronów zachowujące się jak bardzo mało magnesy sztabkowe. Schładzając kryształy do wartości bliskich zeru absolutnemu, cały układ uzyskuje zupełnie nowy stan i staje się płynem magnetycznym. Z kolei północne i południowe bieguny, tworzące odwrócony spin, oddzielają się od siebie podróżując jako niezależne monopole magnetyczne.
Kryształ magnetyczny objęty badaniami nazywa się tytanianem dysprozu
W ramach badań naukowcy postanowili stworzyć złożone modele w skali atomowej. Ich celem było pokazanie, że ruch monopoli jest ograniczony we fraktalnym wzorze, który był wymazywany i przepisywany w zależności od warunków i poprzednich ruchów. Po wprowadzeniu danych do modeli oczom autorów ukazały się fraktale. Konfiguracje spinów tworzyły sieć, po której poruszały się monopole magnetyczne, a całą ta sieć rozgałęziała się jako fraktal. Jednym z potencjalnych zastosowań płynących z zebranych danych jest możliwość wykorzystania ich w tzw. spinotronice.
Wiedzieliśmy, że dzieje się coś naprawdę dziwnego. Wyniki z 30 lat eksperymentów nie dodawały się do siebie. Po kilku nieudanych próbach wyjaśnienia szumu, w końcu mieliśmy moment przełomu, zdając sobie sprawę, że monopole muszą występować w świecie fraktalnym, a nie poruszać się swobodnie w trzech wymiarach, jak zawsze zakładano. podsumowuje Claudio Castelnovo z Uniwersytetu Cambridge
Czytaj też: Eniony zrewolucjonizują obliczenia kwantowe? Jeszcze dwa lata temu nie mieliśmy pewności, czy istnieją
Czym jest spinotronika? Generalnie rzecz ujmując, jest to jedna z dziedzin elektroniki. Jej wyróżniającą cechą jest to, że w przenoszeniu informacji biorą udział spiny elektronów. W przypadku klasycznej elektroniki kluczową rolę odgrywają natomiast zmiany w przepływie prądu.
