Tutkijat havaitsivat oudon uuden käyttäytymisen, kun magneettista materiaalia kuumennettiin.Lämpötilan noustessa tämän materiaalin magneettinen spin "jäätyy" staattiseen tilaan, mikä tapahtuu yleensä lämpötilan laskeessa.Tutkijat julkaisivat havaintonsa Nature Physics -lehdessä.
Tutkijat löysivät tämän ilmiön neodyymimateriaaleista.Muutama vuosi sitten he kuvasivat tätä elementtiä "itse indusoituneeksi pyöriväksi lasiksi".Spin-lasi on yleensä metalliseos, esimerkiksi rautaatomit sekoitetaan satunnaisesti kupariatomien verkkoon.Jokainen rautaatomi on kuin pieni magneetti tai spin.Nämä satunnaisesti sijoitetut pyöräytykset osoittavat eri suuntiin.
Toisin kuin perinteiset spin-lasit, jotka sekoitetaan satunnaisesti magneettisten materiaalien kanssa, neodyymi on alkuaine.Muun aineen puuttuessa se osoittaa lasittumisen käyttäytymisen kidemuodossa.Kierto muodostaa spiraalin kaltaisen pyörimismallin, joka on satunnainen ja jatkuvasti muuttuva.
Tässä uudessa tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että kun he lämmittivät neodyymiä -268 °C:sta -265 °C:seen, sen pyöriminen "jäätyi" kiinteäksi kuvioksi muodostaen magneetin korkeammassa lämpötilassa.Materiaalin jäähtyessä satunnaisesti pyörivä spiraalikuvio palaa.
"Tätä "jäätymismuotoa" ei yleensä tapahdu magneettisissa materiaaleissa", sanoi Alexander khajetoorians, skannauskoettimikroskoopin professori Radboudin yliopistosta Alankomaista.
Korkeammat lämpötilat lisäävät energiaa kiinteissä aineissa, nesteissä tai kaasuissa.Sama koskee magneetteja: korkeammissa lämpötiloissa pyöriminen alkaa yleensä heilua.
Khajetoorilaiset sanoivat: "Havaitsemamme neodyymin magneettinen käyttäytyminen on itse asiassa vastoin sitä, mitä tapahtuu" normaalisti "."Tämä on melko intuitiivista, aivan kuten vesi muuttuu jääksi kuumennettaessa."
Tämä intuitiivinen ilmiö ei ole yleinen luonnossa – vain harvojen materiaalien tiedetään käyttäytyvän väärin.Toinen tunnettu esimerkki on Rochelle-suola: sen varaukset muodostavat järjestyneen kuvion korkeammissa lämpötiloissa, mutta jakautuvat satunnaisesti alemmissa lämpötiloissa.
Spin-lasin monimutkainen teoreettinen kuvaus on vuoden 2021 fysiikan Nobel-palkinnon teema.Näiden pyörityslasien toiminnan ymmärtäminen on tärkeää myös muille tieteenaloille.
Khajetoorilaiset sanoivat: "Jos voimme vihdoin simuloida näiden materiaalien käyttäytymistä, se voi myös päätellä useiden muiden materiaalien käyttäytymisestä."
Mahdollinen eksentrinen käyttäytyminen liittyy rappeutumisen käsitteeseen: monilla eri tiloilla on sama energia ja järjestelmä turhautuu.Lämpötila voi muuttaa tätä tilannetta: olemassa on vain tietty tila, joka sallii järjestelmän nimenomaisen siirtymisen tilaan.
Tätä outoa käyttäytymistä voidaan käyttää uusissa tiedontallennus- tai laskentakonsepteissa, kuten aivoissa, kuten tietojenkäsittelyssä.
Postitusaika: 05.08.2022
