เป็นเวลาเกือบทศวรรษแล้วที่ความกว้างของอนุภาคย่อย บาคาร่า ของอะตอมที่อ่อนแอได้รับการโต้แย้งหากโปรตอนสวมเสื้อผ้า ฉลากอาจเขียนว่า “XXS”
เป็นเวลาเกือบทศวรรษแล้วที่นักวิทยาศาสตร์ได้โต้เถียงกันเรื่องขนาดของอนุภาคย่อยของอะตอมที่อ่อนแอ: เล็กมากหรือเล็กเป็นพิเศษ การวัดใหม่สนับสนุนกรณีที่โปรตอนมีขนาดเล็กกว่าที่เคยคิดนักวิจัยรายงานใน 6 กันยายนScience
จนถึงปี 2010 รัศมีของโปรตอนวัดได้ประมาณ 0.88 เฟมโตเมตร
หรือหนึ่งในล้านของหนึ่งพันล้านเมตร แต่จากนั้น การวัดรูปแบบใหม่ – ตามอะตอมที่แปลกใหม่ที่สร้างด้วยมิวออน ลูกพี่ลูกน้องของอิเล็กตรอนหนัก – ปะทะกับตัวเลขนั้น ทำให้มีขนาดโปรตอนประมาณ 0.84 เฟมโตมิเตอร์ ( SN: 4/18/17 )
วิธีหนึ่งในการทดสอบรัศมีของโปรตอนคือการวัดการแยกระดับพลังงานที่อะตอมของไฮโดรเจนสามารถดำรงอยู่ได้ ซึ่งก็คือสถานะต่างๆ ที่อิเล็กตรอนของอะตอมมีพลังงานอยู่จำนวนหนึ่ง ความแตกต่างของพลังงานนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของโปรตอน
โดยการวัดการแยกระหว่างสองระดับพลังงานดังกล่าว นักฟิสิกส์ Eric Hessels จากมหาวิทยาลัยยอร์กในโตรอนโตและเพื่อนร่วมงานได้กำหนดรัศมีไว้ที่ประมาณ 0.83 femtometers ซึ่งสอดคล้องกับมูลค่าปี 2010
ผลลัพธ์ดังกล่าวได้เพิ่มการศึกษาจำนวนมากเมื่อเร็วๆ นี้ซึ่งอ้างว่าร่างกายของโปรตอนบางลงเล็กน้อย ซึ่งรวมถึงการวัดในปี 2017 โดยพิจารณาระดับพลังงานที่แตกต่างกันในอะตอมไฮโดรเจน ( SN: 10/5/17 ) และรายงานการประมาณการ ในเดือนตุลาคม 2018 โดยอาศัยการกระเจิงอิเล็กตรอนออกจากโปรตอน ( SN: 11/2/18 ) อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในเดือนพฤษภาคม 2018 ขัดกับแนวโน้มโปรตอนบางเฉียบซึ่งสอดคล้องกับค่ารัศมีเดิมที่มากกว่าเดิม
การไม่สามารถกำหนดขนาดได้กำลังขัดขวางความสามารถของนักวิจัยในการทดสอบหลักการสำคัญของฟิสิกส์ เช่น ควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิก ทฤษฎีที่อธิบายปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า แต่การแก้ไขข้อโต้แย้งนั้นน่าจะไม่ใช่เรื่องเล็ก
การหมุนวนแม่เหล็กใหม่หรือ skyrmion สามารถอัพเกรดการจัดเก็บข้อมูลได้
นักฟิสิกส์ได้สร้างวงแหวนเล็กๆ ในสารต้านแม่เหล็กเฟอร์โรแม่เหล็กสังเคราะห์การหมุนวนของแม่เหล็กที่เรียกว่า skyrmions ได้รับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหม่
นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างกระแสน้ำวนของอะตอมเวอร์ชันใหม่ ซึ่งสนามแม่เหล็กเล็กๆ ของอะตอมแต่ละอะตอมในวัสดุจัดเรียงเป็นรูปแบบการหมุนวน นักวิจัยรายงานวันที่ 2 กันยายนใน Nature Materialsซึ่งรู้จักกันในชื่อskyrmion ต้านสนามแม่เหล็กมีข้อดีบางประการที่สามารถทำให้ใช้งานได้ง่ายกว่าพันธุ์ที่ค้นพบก่อนหน้านี้ หากเป็นเช่นนั้น การพัฒนาดังกล่าวอาจสนับสนุนความหวังในการใช้ skyrmions เพื่อจัดเก็บข้อมูลและสร้างฮาร์ดไดรฟ์ที่มีขนาดเล็กลงและเร็วขึ้น ( SN: 2/7/18 )
ก่อนหน้านี้ Skyrmions ได้ถูกสร้างขึ้นในวัสดุที่เรียกว่า ferromagnet ซึ่งสนามแม่เหล็กเล็ก ๆ ของแต่ละอะตอมจะเรียงตัวกับของเพื่อนบ้าน ฟิลด์ที่เรียงชิดกันเหล่านี้เป็นที่มาของความสามารถของเฟอร์โรแมกเนต์ในการติดดูเดิลของเด็ก ๆ ลงในตู้เย็น แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้สร้าง skyrmion ใน antiferromagnets โดยที่สนามแม่เหล็กของอะตอมแต่ละอะตอมจะชี้ไปตรงข้ามกับสนามแม่เหล็กของเพื่อนบ้าน ทำให้สนามแม่เหล็กหมดไป
Antiferromagnets ใช้งานได้ยาก ดังนั้น นักวิจัยจึงได้สร้างแบบจำลองสังเคราะห์ โดยจัดชั้นวัสดุแม่เหล็กเพื่อให้การสะกดจิตในชั้นหนึ่งตัดชั้นอีกชั้นหนึ่งออก เลียนแบบการไม่มีสนามแม่เหล็กของแอนติเฟอโรแม่เหล็ก โดยการปรับแต่งคุณสมบัติของแต่ละเลเยอร์ ทีมงานได้ปรับเงื่อนไขสำหรับการผลิต skyrmions ให้เหมาะสม จากนั้นจึงสร้างภาพโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แรงแม่เหล็ก
Axel Hoffmann นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุแห่งมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign กล่าวว่า “ฉันรู้สึกประทับใจมาก “นี่เป็นความพยายามของทัวร์เดอฟอร์ซจริงๆ”
นักวิทยาศาสตร์คิดว่า skyrmions สามารถปรับปรุงบนฮาร์ดไดรฟ์มาตรฐานได้โดยการบรรจุข้อมูลมากขึ้นในพื้นที่น้อยลง แต่สำหรับเรื่องนั้น skyrmions จะต้องมีขนาดเล็ก วงแหวนแม่เหล็กรุ่นที่ใหญ่กว่าจะมีขนาดหลายร้อยนาโนเมตร และไม่สามารถตัดมันได้ นักวิจัยคาดการณ์ว่าด้วยการปรับแต่งอย่างละเอียด พวกมันสามารถลดขนาด skyrmion ต้านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าลงได้ถึง 10 นาโนเมตร
นักฟิสิกส์ Vincent Cros จาก Unité Mixte de Physique CNRS/Thales ในเมือง Palaiseau ประเทศฝรั่งเศส ผู้ร่วมวิจัยกล่าวว่า “นี่เป็นระบบการปกครองของขนาด skyrmion ที่น่าสนใจจริงๆ
Skyrmions ยังสามารถเคลื่อนที่ไปมาภายในวัสดุด้วยกระแสไฟฟ้า ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถส่งข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ เช่น เมื่อถึงเวลาต้องอ่านข้อมูล ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงความต้องการชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ซึ่งเปราะบางซึ่งพบได้ในฮาร์ดไดรฟ์แบบเดิม แต่มีปัญหา: ด้วยรูปแบบการหมุนวนของพวกมัน skyrmions มักจะเร่งความเร็วในมุมหนึ่งกับกระแสไฟเข้า ทำให้ควบคุมได้ยาก แต่สกายร์เมียนต้านสนามแม่เหล็กซึ่งมีทิศทางสลับกัน จะถูกดึงอย่างมีประสิทธิภาพในสองทิศทางพร้อมกัน นั่นหมายความว่าพวกมันควรเดินทางตรงไปข้างหน้า สัมพันธ์กับกระแสน้ำ และสามารถจัดการได้ง่ายกว่า บาคาร่า
