Skyrmion

Summary

En física teórica de partículas, el skyrmion es una partícula hipotética relacionada originalmente con los bariones. Fue propuesta por Tony Skyrme como una superposición cuántica de bariones y estados resonantes hadrónicos[1]​ para explicar algunas propiedades de la materia nuclear.[2]

El campo vectorial de dos skyrmions magnéticos bidimensionales: a) un skyrmion erizo y b) un skyrmion espiral.

Los Skyrmiones como objetos topológicos son también importantes en física del estado sólido, especialmente en la tecnología emergente de espintrónica. Se ha propuesto, pero no probado definitivamente, la existencia de Skyrmiones en estados de condensados de Bose-Einstein, en superconductores, en películas magnéticas delgadas y en cristales líquidos quirales nemáticos.[3][4][5][6]

Entre los trabajos científicos clave del físico A.P. Balachandran se incluye el resurgimiento del modelo Skyrmion.

Definición matemática

editar

En la teoría de Skyrme, una teoría cuántica de campos, se define el campo de Skyrme como un elemento de  , esto es

 

donde   son las matrices de Pauli   y   representan campos de piones. Para garantizar que el campo pertence a   es necesario imponer que

 

Esta simetría se escoge en analogía directa con la simetría característica de la QCD a dos quarks. En general, se impone que el campo tienda al elemento identidad en el infinto, para garantizar que tiene energía finita. Por como es definido el campo, puede entenderse como una aplicación de la forma

 

donde   es la 3-esfera de radio unidad. A este tipo de aplicaciones se les puede asignar una carga topológica, i.e un invariante topológico conservado bajo transformaciones continuas del espacio, y que es necesariamente un número entero. En particular:

  

donde se ha definiado convenientemente la corriente invariante a izquierdas

 

El Skrymion será la solución clásica de las ecuaciones de movimiento asociado a la densidad lagrangiana del modelo de Skyrme concreto a estudiar.

Referencias

editar
  1. Wong, Stephen (2002). «What exactly is a Skyrmion?». arXiv:hep-ph/0202250  [hep/ph]. 
  2. M.R.Khoshbin-e-Khoshnazar,"Correlated Quasiskyrmions as Alpha Particles",Eur.
  3. Al Khawaja, Usama; Stoof, Henk (2001). «Skyrmions in a ferromagnetic Bose–Einstein condensate». Nature 411 (6840): 918-20. Bibcode:2001Natur.411..918A. PMID 11418849. doi:10.1038/35082010. 
  4. Baskaran, G. (2011). «Possibility of Skyrmion Superconductivity in Doped Antiferromagnet K2Fe4Se5». arXiv:1108.3562  [cond-mat.supr-con]. 
  5. Kiselev, N. S.; Bogdanov, A. N.; Schäfer, R.; Rößler, U. K. (2011). «Chiral skyrmions in thin magnetic films: New objects for magnetic storage technologies?». Journal of Physics D: Applied Physics 44 (39): 392001. Bibcode:2011JPhD...44M2001K. arXiv:1102.2726. doi:10.1088/0022-3727/44/39/392001. 
  6. Fukuda, J.-I.; Žumer, S. (2011). «Quasi-two-dimensional Skyrmion lattices in a chiral nematic liquid crystal». Nature Communications 2: 246. Bibcode:2011NatCo...2E.246F. PMID 21427717. doi:10.1038/ncomms1250. 
  •   Datos: Q1041630
  •   Multimedia: Skyrmions / Q1041630