El mundo de hoy, cambiando rápidamente debido a los "macrodatos", está encapsulado en billones de pequeños objetos magnéticos, bits magnéticos, cada uno de los cuales almacena un bit de datos en unidades de disco magnético. Un grupo de científicos de los Institutos Max Planck en Halle y Dresden ha descubierto un nuevo tipo de nanoobjeto magnético en un material novedoso que podría servir como un bit magnético con propiedades de camuflaje para hacer una unidad de disco magnético sin partes móviles:una pista de carreras. Memoria:una realidad en un futuro próximo.

La mayoría de los datos digitales se almacenan en la nube como bits magnéticos dentro de un gran número de unidades de disco magnético. Durante las últimas décadas, estos bits magnéticos se han reducido en muchos órdenes de magnitud, alcanzando límites donde los límites de estas regiones magnéticas pueden tener propiedades especiales. En algunos materiales especiales, estos límites - "paredes de dominio magnético" - pueden describirse como topológicos. Lo que esto significa es que se puede pensar que estas paredes tienen una capa mágica especial, lo que los científicos denominan "protección topológica". Una consecuencia importante es que tales paredes magnéticas son más estables a las perturbaciones que los bits magnéticos similares sin protección topológica que se forman en materiales magnéticos convencionales. Por lo tanto, Estos objetos magnéticos "topológicos" podrían ser especialmente útiles para almacenar "1" sy "0", los elementos básicos de los datos digitales.

Uno de esos objetos es un "skyrmion magnético" que es una pequeña región magnética, quizás de decenas a cientos de átomos de ancho, separada de una región magnética circundante por una pared de dominio quiral. Hasta hace poco, solo se ha encontrado un tipo de skyrmion en el que está rodeado por una pared de dominio quiral que toma la misma forma en todas las direcciones. Pero ha habido predicciones de varios otros tipos de skyrmions que aún no se han observado. Ahora en un artículo publicado en Naturaleza , científicos del departamento NISE del profesor Stuart Parkin en el Instituto Max Planck de Física de Microestructuras en Halle, Alemania, han encontrado una segunda clase de skyrmions, lo que se llama "anti-skyrmions", en materiales sintetizados en el Departamento de Química del Estado Sólido de la Prof.Claudia Felser en el Instituto Max Planck para CPFS, Dresde, Alemania.

Los científicos de Halle y Dresden han encontrado estos diminutos objetos magnéticos en una clase especial de compuestos magnéticos versátiles llamados compuestos de Heusler que Claudia Felser y sus colegas han explorado ampliamente durante los últimos 20 años. De estos compuestos de Heusler, un pequeño subconjunto tiene la simetría cristalina justa para permitir la posibilidad de formar anti-skyrmions pero no skyrmions. Utilizando un microscopio electrónico de transmisión de alta sensibilidad en el Instituto Max Planck de Física de Microestructuras, Halle, que fue especialmente modificado para permitir la detección de pequeños momentos magnéticos, Se crearon y detectaron anti-skyrmions en una amplia gama de temperaturas y campos magnéticos. Más importante, anti-skyrmions, tanto en matrices ordenadas como en objetos aislados, se podía ver incluso a temperatura ambiente y en campos magnéticos nulos.

Las propiedades especiales de ocultación de los skyrmions los hacen de gran interés para una forma radicalmente nueva de memoria de estado sólido, la Racetrack Memory, propuesta por Stuart Parkin hace una década. En Racetrack Memory, los datos digitales se codifican dentro de las paredes del dominio magnético que se empaquetan estrechamente dentro de los cables magnéticos nanoscópicos. Una de las características únicas de Racetrack Memory, que es distinto de todos los demás recuerdos, es que las paredes se mueven alrededor de los propios nanocables utilizando descubrimientos recientes en órbita-espín. Pulsos de corriente muy cortos mueven todas las paredes del dominio hacia atrás y hacia adelante a lo largo de los nano-cables. Las paredes, los bits magnéticos, pueden leerse y escribirse mediante dispositivos incorporados directamente en los propios nanocables. eliminando así las piezas mecánicas. Las paredes magnéticas protegidas topológicamente son muy prometedoras para Racetrack Memory.

Por lo tanto, ¡Los anti-skyrmions podrían llegar pronto a Racetrack Memory! Yendo incluso más allá de los anti-skyrmions, el siguiente objetivo es la realización de una tercera clase de skyrmions, los skyrmions antiferromagnéticos, que son pequeños objetos magnéticos que en realidad no tienen un momento magnético neto. Son magnéticamente casi invisibles pero tienen propiedades únicas que las hacen de gran interés.