Motivada por la demanda de portadores de información de ultra capacidad, la investigación emergente busca crear y controlar cuasipartículas más complejas con texturas topológicas extendidas de orden superior además de los skyrmions fundamentales, como las redes transformables de meron y los haces de skyrmion en imanes quirales, bolsas de skyrmion. con grandes cargas topológicas y heliknotones con nudos complejos en cristales líquidos, por nombrar algunos.

Sin embargo, todas estas texturas topológicas existen como estados estacionarios en los materiales, lo que puede ser perfecto para el almacenamiento de información en estado sólido pero imposible para la transferencia de información dinámica de largo alcance.

Estudios recientes de skyrmions ópticos (Nature Photonics ) puede resolver este problema. Es importante destacar que las texturas de espín topológico se pueden crear en campos de luz estructurados de dimensiones superiores (Luz:ciencia y aplicaciones ), y abrir una nueva dirección de comunicaciones ópticas de gran capacidad, largo alcance y topológicamente estables para revolucionar nuestra sociedad de la información.

Por lo tanto, la aparición de nuevas formas de cuasipartículas ópticas con estructuras y órdenes topológicos extendidos es siempre muy deseada y promete la expansión de la frontera física fundamental y aplicada.

En un artículo publicado en Physical Review Applied , una colaboración internacional propuso una nueva familia de cuasipartículas, denominadas multiskyrmions, que poseen configuraciones extendidas de tipo multipolar con nuevas topologías cada vez más complejas y controladas por múltiples órdenes topológicos, más allá del límite de los skyrmions normales.

Además, los investigadores presentan la generación experimental y el control flexible de una amplia gama de estados topológicos bajo demanda mediante una técnica fotónica. Además, los skyrmions estándar generalmente se producen a partir de materiales estructurados exóticos, como sistemas magnéticos quirales y plasmónicos.

Muestran que su nuevo alfabeto de cuasipartículas se puede construir a partir de lentes GRIN simples, lo que permite una implementación inmediata y generalizada, y en sistemas más compactos.

Además, las cuasipartículas fotónicas de las lentes GRIN se pueden acoplar a sistemas ópticos de espacio libre, realizando un transporte de largo alcance de topologías controladas.

Sobre la base de esta ventaja, el equipo propone un protocolo práctico de transferencia de información basado en cuasipartículas de cifrado de ultra capacidad, donde los múltiples números topológicos de cuasipartículas diversificadas se utilizan para codificar y transferir información con topologías robustas contra perturbaciones ambientales.

Además, la capacidad y los canales en este esquema se pueden ampliar de manera flexible mediante la disposición de la matriz de lentes GRIN/cuasipartículas, superando los métodos de comunicación óptica actuales.

"Creemos que este trabajo es un hito. Dado que los skyrmions o cuasipartículas en imanes ya provocaron la revolución del almacenamiento estable de datos de ultra capacidad, nuestro trabajo comienza a enfrentar el desafío y abrir una nueva dirección de investigación de la informática basada en skyrmion desde el almacenamiento estable hasta "Nuestro método proporciona soluciones integradas y programables de texturas de partículas complejas, con impactos tanto en sistemas fotónicos como en sistemas generales de materia condensada, para revolucionar la informática topológica y los dispositivos lógicos", afirmaron los científicos.