Yeni araştırmalar, manyetik solitonun beyinden ilham alan bilgi işlem sistemlerinin geliştirilmesinde faydalı olduğunu gösteriyor!
Kılavuz
Son zamanlarda, bir fizikçi ekibi, manyetik solitonun nöromorfik hesaplamanın gelişimi ile ilgili olduğunu gösterdi.
arka fon
1834'te, İngiliz bilim adamı John Scott Russell kanalı araştırırken, hızlı hareket eden bir geminin aniden durduğunu gördüğünde, geminin pruvasında izole bir dalga oluştu. Su dalgasının şekli yuvarlak, pürüzsüz ve iyi tanımlanmıştır. Ardından, bu izole su dalgası hızla pruvadan ayrıldı ve saatte yaklaşık 14-15 kilometre hızla ilerledi. Su dalgası ilerledikçe orijinal şeklini korur ve sürekli yayılır.
(Resim kaynağı: M.J. Ablowitz ve D.E. Baldwin)
Daha sonra, Russell bu tuhaf dalga paketini soliton olarak da bilinen tek bir dalga olarak adlandırdı. Özel bir ultra kısa darbe veya yayılma sırasında şekli, genliği ve hızı değişmeden kalan nabız benzeri hareket eden bir dalgadır. Daha sonra bilim adamları, yalnız dalgaların sadece suda değil, aynı zamanda ses, ışık, elektrik ve manyetizma gibi birçok alanda da var olduğunu keşfettiler.
Yazar, daha önce, optik solitonlar oluşturmak ve optik frekans tarakları imal etmek için çip üzerinde silikon nitrür mikro-rezonatörler kullanarak Almanya ve İsviçre'deki bilimsel araştırma gruplarını tanıttı. Üst üste bindirilmiş iki frekans tarağı aracılığıyla, büyük ölçekli paralel veri iletimi, 50Tbps'yi aşan bir veri hızı ve 75 kilometrelik bir iletim mesafesi ile 179 dalga boylu kanalda gerçekleştirilebilir.
(Resim kaynağı: J.N. Kemal / P. Marin-Palomo / KIT)
Yenilikçilik
Bugün size manyetik soliton üzerine bir araştırma sonucunu tanıtmak istiyorum. Son zamanlarda, bir fizikçi ekibi, manyetik solitonun nöromorfik hesaplamanın gelişimi ile ilgili olduğunu gösterdi. Nöromorfik bilgi işlem, beyin işlevlerini taklit etmek için tasarlanmış bir yapay zeka sistemidir.
New York Üniversitesi fizikçisi ve araştırma ekibi lideri Andrew Kent şöyle açıkladı: "Yeni bilgi işlem stilleri geliştirmeye devam ederken, yapı taşlarının özelliklerini ve geleceğini anlamak gerekir. Araştırma sonuçlarımız, bu bileşenlerden birinin Nasıl çalışır, bir sonraki adımın potansiyellerini gerçekleştirmeye yardımcı olması bekleniyor. "
Araştırma "Scientific Reports" dergisinde yayınlandı. Araştırma ekibi ayrıca İspanya'daki Barselona Üniversitesi'nden ve İspanyol Malzeme Bilimi Enstitüsü'nden bilim adamlarını da içeriyor. Çalışmanın baş yazarları, New York Üniversitesi Fizik Bölümü'nde yüksek lisans öğrencisi olan Jinting Hang ve şu anda Almanya'daki Federal Fizik ve Teknoloji Enstitüsü'nde (PTB) çalışan New York Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı olan Christian Hahn'dır.
teknoloji
Kent ve meslektaşları daha önce manyetik solitonun görüntülerini yakaladılar. Ondan önce, manyetik soliton algılanamayan bir manyetik dalgaydı.1970'lerde bir mıknatısta meydana geleceği teorisi vardı. Manyetik devrelerde veri iletimi için kullanılması bekleniyor ve hareketli yükleri içeren mevcut yöntemlerden daha enerji verimli.
"Science Reports" dergisindeki bir makalede, bilim adamları özel bir tür solitonu test ettiler: dinamik bir manyetik damlacık. Bu solitonu oluşturan manyetik dalgalar hızla salınır.
(Resim kaynağı: iStock / peter bocklandt)
Araştırmacılar araştırmalarında, bu damlacık solitonlarının bazı işlevlerini, özellikle solitonun dağılmadan ne kadar uzağa veya uzun süre yayılabileceğini ve bunların oluşmasının ne kadar sürdüğünü keşfettiler.
Manyetik damlacıklar, ince manyetik tabakanın elektrik kontakları etrafında hareket eder. Temas sınırı mavi bir daire ile gösterilir. Damlacığın yörünge hareketini tamamlama süresi ile karşılaştırıldığında, damlacıktaki manyetik moment çok hızlı salınır. Tıpkı su damlacıklarının buharlaşıp yok olması gibi, akım artık korunmadığında da manyetik damlacıklar kaybolur.
(Resim kaynağı: Referans malzemeler [2])
değer
Manyetik soliton, tüketici elektronik cihazlarında veri iletimi için enerji tasarrufu sağlayan bir çözüm olarak kullanılabilir. Kent, "Bu tür solitonlar, beyinden ilham alan bilgisayar sistemlerinin gelişimi için önemlidir. Örneğin, nöronların bazı özelliklerini taklit etmek için depolama işlevlerine sahip osilatörler olarak kullanılabilirler."
Anahtar kelime
Solitonlar, beyin benzeri bilgi işlem, depolama, manyetizma
Referans
[1] https://www.nyu.edu/about/news-publications/news/2018/may/physicists-uncover-properties-of-a-magnetic-soliton-of-interest-.html
2 Jinting Hang, Christian Hahn, Nahuel Statuto, Ferran Macià, Andrew D. Kent. Manyetik damlacık solitonlarının oluşma ve yok olma süresi . Bilimsel Raporlar, 2018; 8 (1) DOI: 10.1038 / s41598-018-25134-z
