science
Deux façons de les créer et de diriger leur mouvement
Figure 1 : Des skyrmions distribués de manière aléatoire au contrôle de la position nanométrique dans les couches minces magnétiques : deux méthodes utilisant l’irradiation aux ions hélium ou des masques réfléchissants à l’arrière permettent un contrôle spatial de la création et du mouvement des skyrmions à l’échelle nanométrique. Le contraste noir et blanc représente la magnétisation du film pointant soit « vers le haut » soit « vers le bas » par rapport au plan. Le ciel apparaît sous forme de points noirs sur le fond du film mince magnétique (blanc) de manière uniforme. Les skyrmions sont générés soit par un courant électrique (flèche bleue), soit par des impulsions laser (flèche rouge). Dans le cas de films minces non segmentés, ils sont répartis de manière aléatoire dans le film, tandis qu’ils sont formés à des positions prédéterminées dans un réseau carré en utilisant les procédés de structuration décrits. Crédit : MBI/Lisa Marie Kern
Les magnétosphères célestes sont de petits tourbillons d’aimantation très stables, souvent appelés « quasiparticules topologiques » car l’invariance résultante englobe ce groupe de spin. Ainsi, le ciel peut être manipulé tout en conservant sa forme. Dans les films minces magnétiques, ils peuvent facilement être formés par un courant électrique plus rapide ou une impulsion laser, bien qu’à ce jour à des positions aléatoires dans le matériau. Les skyrmions sont scientifiquement intéressants de deux points de vue : d’une part, le ciel magnétique est considéré comme porteur d’informations dans les futures technologies de l’information. D’autre part, les crêtes de ciel dans les films minces magnétiques peuvent servir de banc d’essai idéal pour étudier la dynamique des quasi-particules topologiques non triviales.
Cependant, pour progresser dans ce domaine, une génération fiable de rails magnétiques à des positions contrôlées est nécessaire. Une équipe de chercheurs, dirigée par l’Institut Max Born, a maintenant réalisé un contrôle complet à l’échelle nanométrique de la génération du ciel avec deux approches indépendantes utilisant He+Irradiation ionique ou utilisation de masques arrière réfléchissants.
Au cours des dernières années, des progrès significatifs ont été signalés dans les domaines de l’obstétrique, de l’élimination et de la motilité. skyrmions magnétiques en couches minces magnétiques. L’outil principal pour examiner ces structures magnétiques à l’échelle du nano au micromètre est de les imager directement – soit en utilisant lumière visible ou radiographies. Si nous voulons étudier les propriétés dynamiques ainsi que les propriétés spatiales, nous devons enregistrer un film composé de plusieurs images. Cependant, l’enregistrement direct de Skyrmion sur des échelles de temps pertinentes pour les nano – voire les picosecondes est presque possible – et le temps d’acquisition requis pour une seule image est généralement très long.
Ce problème est généralement résolu en utilisant des mesures stroboscopiques répétées – les expériences dites pompe-sonde – où le même processus est répété encore et encore pendant l’imagerie. Pour permettre de telles mesures résolues en temps, la dynamique du ciel magnétique doit être à la fois contrôlable et déterministe. Une équipe de chercheurs dirigée par le Max Born Institute a créé deux façons de créer de manière fiable des hauteurs de ciel aux positions souhaitées et de diriger leur mouvement – des étapes clés vers l’enregistrement vidéo du ciel en mouvement.
La première méthode est basée sur l’irradiation du film magnétique hébergeant le ciel avec un faisceau focalisé d’hélium-ion pour créer de manière flexible des motifs de différentes formes et tailles dans le matériau magnétique. Il est important de noter que cette modification locale utilisant des ions très légers n’affecte que les propriétés magnétiques du matériau alors que le film reste structurellement intact. En utilisant des ions d’hélium, il est possible de prédéterminer les situations où les Skyrmions apparaissent après avoir été libérés avec une courte impulsion de courant électrique ou lumière laser (Voir la figure 1, où les noyaux sont nucléés en deux rangées de points isolés).
En particulier, la modulation magnétique s’est avérée suffisamment douce pour permettre une séparation contrôlée du Skyrmion du site de production et son mouvement ultérieur sans entrave. De plus, en combinant le chantier de construction de Skyrmion avec un canal de guidage, l’équipe a pu démontrer le mouvement continu d’un ciel magnétique entraîné par des impulsions de courant électrique sur des dizaines de micromètres d’avant en arrière sur une soi-disant piste de course magnétique – supprimant complètement tout Mouvement latéral, partie intégrante du ciel entraîné par le courant qui s’élève.
Les skyrmions se déplacent dans un chemin magnétique rayonnant d’ions d’hélium. Crédit : MBI/Michael Schneider
Dans une deuxième approche des sites d’intention précédemment identifiés par Skymion, les chercheurs ont conçu des masques réfléchissants à nano-motifs au verso du matériau magnétique. Ces masques permettent de contrôler les amplitudes d’excitation atteintes lorsque le film magnétique est frappé par le laser, ce qui se traduit par une résolution à l’échelle nanométrique de la distribution spatiale du ciel magnétique généré (voir Fig. 1, où le ciel est nucléé sur une grille carrée ).
Etant donné que les masques sont préparés sur la face arrière du film magnétique correspondant à la surface éclairée par laser, le procédé conserve un accès libre à la face avant du film magnétique pour, par exemple, une détection de la hauteur du ciel. L’application de cette approche de masque arrière grâce à son accès sans entrave au film magnétique peut facilement être transférée à d’autres phénomènes de commutation photo-générés afin d’ajouter un contrôle nanométrique sur les régions transformées.
Les résultats de ces études publiés dans nanomessages Et le examen physique b, peuvent également influencer la recherche sur de nouveaux concepts informatiques et de stockage de données. Au cours des dernières décennies, nous avons observé une demande de densités de stockage de données toujours croissantes et de capacités de calcul efficaces, ce qui a suscité un intérêt industriel important pour l’exploration des effets magnétiques énergétiques à des échelles ultrarapides et ultramicroscopiques pour des applications technologiques. Un candidat potentiel pour la prochaine génération de supports d’information est le ciel magnétique. Avec le niveau de contrôle atteint pour la génération et le mouvement de Skyrmion et le potentiel de miniaturisation supplémentaire, la technologie pourrait éventuellement ouvrir la voie à de futurs appareils potentiels, tels que les mémoires de piste de course Skyrmion, les registres à décalage et skyrmion Portes logiques, portes logiques.
Lisa Marie Kern et al., Génération déterministe et mouvement dirigé de skyrmions magnétiques en focalisant est le rayonnement ionique + -, nanomessages (2022). DOI : 10.1021 / acs.nanolett.2c00670
L.-M. Kern et al., Personnalisation de l’excitation optique pour contrôler la nucléation magnétique, examen physique b (2022). DOI : 10.1103/ PhysRevB.106.054435
Soumis par le Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy (MBI)
la citation: Magnetic Heavens: Two Ways to Create and Direct Their Motion (2022, 7 septembre) Extrait le 7 septembre 2022 de https://phys.org/news/2022-09-magnetic-skyrmions-methods-motion.html
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29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
science
La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
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La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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