Die Visualisierung zeigt zwei Skyrmionen (solitonähnliche stabile Magnetwirbel), die sich zu einem Quanten-Magnetmonopol vereinen. Abb.: TUD, IAPP
Hoffnung auf neue Superfestplatten
Dresden, 30. Mai 2013: Dresdner Forschern ist anscheinend das gelungen, was einst der Physiklehrer in der Schule für unmöglich erklärt hat: Sie isolierten einen einzelnen Magnetpol – ein „Monopol“ aus magnetischen Wirbeln auf atomarer Ebene. Einen entsprechenden Bericht haben sie heute in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht. Die Wissenschaftler hoffen, dass ihre Entdeckung zu neuen Super-Festplatten in Computern führen wird.
In der klassischen Physik gilt es als ausgemacht, dass Nord- und Südpol nicht wirklich trennbar sind: So oft man Magneten auch teilt – stets erhält man einen neuen Magneten mit zwei gegensätzlichen Polen. Vor 80 Jahren sagte der Physiker Paul Dirac jedoch voraus, dass es ähnlich wie Elektronen und Positronen als elektrische Ladungsträger auch Teilchen geben müsse, die einen einzelnen Magnetpol besitzen: „Monopole“ eben.
Magnetpole doch trennbar
Prof. Lukas Eng. Foto: IAPP, TUD
Und solch ein Monopol haben die Forscher nun wohl nachgewiesen: Ein Team um Professor Lukas Eng vom „Institut für angewandte Photophysik“ (IAPP) der TU Dresden wies in einer Eisen-Kobalt-Silizium-Verbindung stabile magnetische Wirbel – sogenannte Skyrmionen – nach, die offensichtlich zu Monopolen verschmelzen. Der Nachweis war allerdings nur indirekt durch Simulationen und Untersuchungen Münchner und Köllner Kollegen möglich, da das Monopol selbst im Material nicht direkt sichtbar ist.
Stabile Datenspeicher aus Magnetwirbeln in Sicht?
Falls sich herausstellen sollte, dass dieser Prozess der Wirbelfusion zu Monopolen alltagstauglich reproduzierbar ist, könnten auf diese Weise viel leistungsstärkere Computerspeicher als heute gebaut werden. Denn Monopole sind sehr stabil und altern nicht so sehr wie klassische Festplatten. Zudem sind die kleinsten Skyrmionen nur so groß wie 15 Atome – um in einer Festplatte auch nur den Wert „1“ zu speichern, braucht man hingegen eine Million Atome.
Und: Um solch einen Magnetwirbel zu verschieben, ist rund 100.000 Mal weniger Strom nötig als für das Löschen herkömmlicher Magnetspeicher. Sprich: Auch der Energiebedarf von solcherart konstruierten Datenträgern wäre sehr niedrig. Heiko Weckbrodt
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