Skyrmion

Skyrmion

Als Skyrmion (nach Tony Skyrme) wird in der theoretischen Physik ein Modell aus dem Bereich der Topologie für stabile Wirbel in Feldern bezeichnet. Diese Wirbel verhalten sich wie Teilchen bzw. Quasiteilchen endlicher Masse.[1] Das Modell ist aus mathematischen Erfordernissen explizit nichtlinear.

Es ist ein topologisches Solitonen-Modell der Nukleonen, das von Bosonenfeldern (einem nichtlinearen klassischen Feld, welches den Austausch-Mesonen der Kernwechselwirkung entspricht) ausgeht, um Fermionen (Nukleonen) als spezielle Solitonen (Skyrmionen) des Feldes zu modellieren.[2] Es wurde besonders Anfang der 1980er Jahre mit den Arbeiten von Edward Witten und verschiedenen Bag-Modellen populär (siehe auch Kenneth A. Johnson) und wurde u.a. im Zusammenhang mit dem Quanten-Hall-Effekt in zweidimensionalen Elektronengasen diskutiert; derzeit wird es auch an Oberflächen und Grenzflächen magnetischer Systeme untersucht.[3]

Anfang 2009 konnte an der TU München von Sebastian Mühlbauer und seinem Team erstmals ein Skyrmionengitter in einer magnetischen Substanz (Mangansilizium bei -245 °C und in einem schwachen Magnetfeld von 0,2 Tesla) nachgewiesen werden.[4] Ein im September 2010 eingereichtes und im Juli 2011 veröffentlichtes Paper einer Forschergruppe der Universitäten Kiel und Hamburg sowie dem Forschungszentrum Jülich beschreibt den ersten Nachweis von Skyrmionen ohne externes Magnetfeld.[5]

Weblinks

Einzelnachweise

  1. ↑ Spektrum der Wissenschaft April 2009, S.11, Feldknoten als Teilchen
  2. ↑ Skyrme A non linear theory of strong interactons, Proc.Roy.Soc. A 247, 1958, S.260, A unified model of K and Pi-Mesons, Proc.Roy.Soc. A 252, 1959, S.236, A nonlinear field theory, Proc.Royal Society A 260, 1961, S.127-138, Particle states in a quantized meson field, Proc.Roy.Soc. A 262, 1961, S.237
  3. ↑ Siehe z. B. eine aktuelle Kolloquiumsankündigung an der Universität Regensburg, [1], abgerufen am 16. Nov. 2010, und den Artikel des Münchener Physikers Christian Pfleiderer, Magnetismus mit Drehsinn, Physik Journal 11/2010, S. 25.
  4. ↑ TU München: Magnetische Wirbelfäden in der Elektronensuppe
  5. ↑ Deutsche Forscher entdecken neue "Skyrmionen", Meldung vom 31. Juli 2011 auf heise.de; abgerufen am 31. Juli 2011

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