Skyrmionen sind Nanometer- bis mikrometergröße magnetischer Wirbel, die partikelähnliche Eigenschaften aufweisen und durch elektrische Ströme effizient bewegt werden können. Diese Eigenschaften machen Skyrmions zu einem hervorragenden System für neue Arten von Datenspeicher oder Computern. Für die Optimierung solcher Geräte ist es jedoch in der Regel zu rechnerisch teuer, um die komplizierte interne Struktur der Skyrmionen zu simulieren.
Ein möglicher Ansatz ist die effiziente Simulation dieser magnetischen Spinstrukturen als Partikel, ähnlich der Simulation von Molekülen in der Biophysik. Bisher gab es jedoch keine Umwandlung zwischen Simulationszeit und experimentellem Echtzeit.
Zusammenarbeit von Theorie und Experiment
Um diese Herausforderung zu befriedigen, hat die theoretische Physikgruppe von Professor Peter Virau und die experimentelle Physikgruppe von Professor Mathias Kläui an der Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) sich Streitkräften angeschlossen. Die Methode zur Bestimmung der Zeitumwandlung kombiniert experimentelle Messtechniken mit Analysemethoden aus der statistischen Physik. „Wir können jetzt nicht nur die Dynamik von Skyrmionen quantitativ vorhersagen, sondern die Simulationen sind auch in Geschwindigkeit der Experimente ähnlich“, erklärte der theoretische Physiker Maarten A. Brems, der die Methode entwickelte.
„Die prädiktive Kraft der neuen Simulationen wird die Entwicklung von Skyrmion-basierten Anwendungen erheblich beschleunigen“ „Topdyn – Dynamik und Topologie“ unter anderem. „
Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht in Physische Überprüfungsbriefe und als Redaktionsvorschlag hervorgehoben.
