在卓越的動力學與拓撲(TopDyn)項目框架內(nèi)，實驗物理學家與理論物理學家之間的合作可以將許多小磁渦旋系統(tǒng)設計成規(guī)則的有序狀態(tài)。這種從無序相到有序相的轉(zhuǎn)變類似于眾所周知的結(jié)晶，但是在這里是二維發(fā)生的。在美因茨約翰內(nèi)斯·古騰堡大學(JGU)進行的研究工作中，圍繞MathiasKläui教授的實驗物理學家與Peter Virnau博士周圍的一組理論物理學家進行了合作。該結(jié)果最近發(fā)表在《高級功能材料》雜志上。TopDyn研究中心由德國聯(lián)邦萊茵蘭-普法爾茨州資助。

二維系統(tǒng)是理論和實驗物理學的研究熱點。這些系統(tǒng)可以達到許多奇特的狀態(tài)，并表現(xiàn)出三維中不存在的過渡。一個這樣的例子是Kosterlitz-Thouless轉(zhuǎn)變，該轉(zhuǎn)變在2016年獲得了諾貝爾物理學獎。另一個例子是所謂的hexatic相，它發(fā)生在無序液體和有序液體之間的二維硬盤系統(tǒng)中固相。

天體產(chǎn)生的二維模型系統(tǒng)

在現(xiàn)在提出的工作中，在超薄金屬多層膜中實現(xiàn)了所謂的旋渦(skyrmion)的磁渦旋。天體離子的數(shù)量及其大小可以通過施加的磁場進行調(diào)整。這些是密??集二維模型系統(tǒng)實驗實現(xiàn)的理想條件。特別是，研究人員能夠生成一個實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)表現(xiàn)出正在出現(xiàn)的六相相的特征。這表明該系統(tǒng)的行為確實類似于二維系統(tǒng)，并且可以用硬盤來描述。此外，結(jié)果允許確定天體離子之間的排斥相互作用，這可以通過計算機模擬來建模。

TopDyn教授MathiasKläui教授說：“我非常高興Peter Virnau博士的軟物質(zhì)理論小組與我們的實驗小組共同完成了這項令人振奮的工作。這種新的合作正是TopDyn研究中心的目標。”發(fā)言人。

由于skyrmion的特性可以通過外部磁場進行調(diào)整，因此這是邁向量身定制和分析二維相和相變動力學的重要第一步。在最近發(fā)表的《自然納米技術》的《新聞與觀點》文章中，可以找到在這種系統(tǒng)中研究效應的更多可能性的觀點。

動態(tài)與拓撲研究中心成立于2019年，是約翰內(nèi)斯·古騰堡大學美因茨分校，凱澤斯勞滕大學和美因茨的馬克斯·普朗克聚合物研究所的合作中心。它由萊茵蘭-普法爾茨州資助，并采用高度跨學科的方法。