Əgər maqnitlərlə cərəyansız məlumat ötürə bilən magnonlardan (fırlanma dalğaları) istifadə edərək məlumatları emal edən magnon Hall effekti yalnız 2D müstəvisində mümkün olmaq üzrə mövcud məhdudiyyəti aradan qaldıra bilsə nə olar? Maqnonlardan 3D məkanında istifadə oluna bilsəydi, onlar 3D sxemləri də daxil olmaqla çevik dizaynı təmin edər və insan beyninin məlumat emalına bənzər yeni nəsil neyromorfik (beyni təqlid edən) hesablama strukturları kimi müxtəlif sahələrdə tətbiq oluna bilərdi.

KAIST və beynəlxalq müştərək tədqiqat qrupu ilk dəfə olaraq 3D magnon Hall effektini proqnozlaşdıraraq magnonların 3D məkanında adi magnon konsepsiyasını aşan sərbəst və kompleks şəkildə hərəkət edə bildiyini nümayiş etdirdi. Əsər Physical Review Letters jurnalında dərc olunub .

Fizika Departamentinin professoru Se Kwon Kim, Almaniyanın Mainz Universitetinin doktoru Rikardo Zarzuela ilə əməkdaşlıq edərək, mürəkkəb maqnit strukturları (topoloji cəhətdən teksturalı, pozulmuş maqnitlər) daxilində maqnonlar (fırlanma dalğaları) və solitonlar (fırlanma burulğanları) arasındakı qarşılıqlı əlaqənin sadə bir funksiya olmadığını aşkar etdi.

Elektron hərəkəti kimi məlumatları ötürə bilən magnonlar ( fırlanma dalğaları ) cərəyandan istifadə etmədən məlumat ötürən, beləliklə də heç bir istilik yaratmayan yeni nəsil məlumat emal texnologiyası kimi diqqəti cəlb edir. İndiyə qədər magnon tədqiqatları spinlərin bir istiqamətə səliqəli şəkildə düzüldüyü sadə maqnitlərə diqqət yetirirdi və bunu təsvir edən riyaziyyat nisbətən sadə bir “Abel ölçmə nəzəriyyəsi” idi.

Tədqiqat qrupu nümayiş etdirdi ki, pozulmuş maqnitlər kimi mürəkkəb spin strukturlarında maqnonlar qarşılıqlı təsirə girir və müxtəlif istiqamətlərdən mürəkkəb yollarla qarışır. Onlar bu hərəkəti təsvir etmək üçün qabaqcıl bir riyazi çərçivəni, “qeyri-Abelian ölçü nəzəriyyəsini” tətbiq etdilər və bu, təməlqoyma nailiyyətidir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1747931497&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-unveil-3d-magnon-neuromorphic-quantum.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1747931497684&bpp=3&bdt=147&idt=-M&shv=r20250521&mjsv=m202505190101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747931493%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747931493%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747931493%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=8575925996&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2200&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092617%2C95332926%2C95353386%2C42533293%2C95361619%2C95360955&oid=2&pvsid=4942442214950473&tmod=140502480&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=131

Bu tədqiqat maqnonlar və topologiyaya əsaslanan kvant məlumat emalı texnologiyalarından istifadə edərək, gələcək informasiya texnologiyalarında potensial paradiqma dəyişikliyini göstərən aşağı güclü məntiq cihazlarında gələcək tətbiqlərin imkanlarını təqdim edir.

Adi xətti maqnit materiallarında maqnit vəziyyətini (sifariş parametri) təmsil edən qiymət vektor kimi verilir. Buna əsaslanan maqnonika tədqiqatlarında, maqnonların skyrmionlar kimi soliton strukturlarında hərəkət etdiyi zaman U(1) Abel gauge sahəsinin induksiya edildiyi şərh edilmişdir. Bu o deməkdir ki, solitonlar və maqnonlar arasındakı qarşılıqlı təsir kvant elektrodinamikasına (QED) bənzər bir quruluşa malikdir və bu , 2D maqnitlərində magnon Hall effekti kimi müxtəlif eksperimental nəticələri uğurla izah edir .

Bununla belə, bu tədqiqat vasitəsilə komanda nəzəri olaraq aşkar etdi ki, pozulmuş maqnitlərdə sifariş parametri sadə bir vektor kimi deyil, dördüncü olaraq ifadə edilməlidir. Nəticə olaraq, magnonların yaşadığı ölçü sahəsi sadə U(1) Abeliya ölçmə sahəsinə deyil, SU(3) qeyri-Abel ölçmə sahəsinə bənzəyir.

Bu o deməkdir ki, pozulmuş maqnitlər içərisində adi maqnitlərdə bir və ya iki növ maqnon deyil, hər biri solitonlar ilə qarşılıqlı əlaqədə olan və mürəkkəb şəkildə dolaşan üç fərqli maqnon növü var. Bu struktur yüksək əhəmiyyət kəsb edir, çünki o, elektromaqnit qüvvələri təsvir edən kvant elektrodinamikasından (QED) deyil, qluonların vasitəçilik etdiyi kvarklar arasında güclü qarşılıqlı əlaqəni təsvir edən kvant xromodinamikasına (QCD) bənzəyir.

Professor Se Kwon Kim qeyd etdi ki, “Bu tədqiqat, pozulmuş maqnitlərin mürəkkəb nizamında meydana gələn maqnonların dinamikasını izah etmək üçün güclü bir nəzəri çərçivə təqdim edir” və əlavə etdi: “Qeyri-Abelian maqnonikasına öncülük etməklə, bütövlükdə kvant maqnitizmi tədqiqatlarına təsir göstərə biləcək konseptual dönüş nöqtəsi olacaq.”

Daha çox məlumat: Ricardo Zarzuela və başqaları, Topoloji Teksturalı Maqnetiklərdə Maqnonlar üçün Qeyri-Abelian Ölçmə Nəzəriyyəsi, Fiziki Baxış Məktubları (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.186701 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2407.14855

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu (KAIST) tərəfindən təmin edilmişdir