Хиральность или хиральность - чрезвычайно важное фундаментальное свойство объектов во многих областях физики, математики, химии и биологии; киральный объект никак не может быть наложен на его зеркальное отображение.
Простейшие хиральные объекты - это руки человека, отсюда и сам термин. Противоположность хиральности - ахиральность: круг или квадрат - простые ахиральные объекты.
Хиральность может применяться к гораздо более сложным объектам; например, конкурирующие внутренние взаимодействия в магнитной системе могут привести к появлению периодических магнитных текстур в структуре, которые отличаются от их зеркальных отображений - это называется киральным ферромагнитным упорядочением.
Хиральные кристаллы широко считаются многообещающими кандидатами для реализации устройств для хранения и обработки магнитных данных, поскольку информация может быть закодирована с помощью их нетривиальных магнитных текстур.
Анастасия Первишко, научный сотрудник Центра вычислительной и интенсивной обработки данных (CDISE) Сколтеха, и ее коллеги использовали анализ на основе симметрии и численные вычисления для предсказания существования антихирального ферромагнетизма - разновидности ферромагнитного упорядочения, когда оба типа хиральность (хиральность) существуют одновременно и чередуются в пространстве.
«В отличие от хиральной и ахиральной текстур, мы предсказываем принципиально иное магнитное упорядочение в тетраэдрических ферромагнетиках. Мы используем термин «антихиральность», чтобы подчеркнуть спонтанную модуляцию направления намагниченности с чередованием пространственной хиральности между правым и левым, индуцированным симметрией кристалла », - говорит Первышко.
Она объясняет, что хиральность в этой периодической магнитной текстуре чередуется в пространстве, в то время как средний инвариант кручения равен нулю. «Можно представить это как магнитную модуляцию, в которой одна часть характеризуется правосторонностью, а другая - левизной; это кардинально отличается от обычных хиральных текстур, в которых сохраняется ручность », - добавляет Первышко.
Команда показала, что антихиральный ферромагнетизм можно наблюдать в классе кристаллов, в которых многие минералы образуются естественным образом. Для этого они изучили магнитное упорядочение в структуре с тетраэдрической симметрией кристалла и использовали микромагнитный анализ, чтобы вывести это новое антихиральное упорядочение.
«Благодаря этому нетрадиционному основному состоянию предлагаемое магнитное упорядочение может привести к богатому семейству магнитных явлений, включая уникальные магнитные домены и скирмионы, которые фундаментально отличаются от хиральных текстур. Это открытие инициирует дальнейшие теоретические и экспериментальные исследования этого типа магнитных материалов », - заключает Анастасия Первишко.