Изследователите наблюдават странно ново поведение при нагряване на магнитен материал.Когато температурата се повиши, магнитното въртене в този материал „замръзва“ в статичен режим, което обикновено се случва, когато температурата спадне.Изследователите публикуваха откритията си в списанието Nature Physics.
Изследователите откриха това явление в неодимови материали.Преди няколко години те описаха този елемент като „самоиндуцирано въртящо се стъкло“.Спиновото стъкло обикновено е метална сплав, например железни атоми се смесват на случаен принцип в решетка от медни атоми.Всеки железен атом е като малък магнит или въртене.Тези произволно поставени завъртания сочат в различни посоки.
За разлика от традиционните въртящи се стъкла, които са произволно смесени с магнитни материали, неодимът е елемент.В отсъствието на каквото и да е друго вещество, той показва поведението на витрификация в кристална форма.Ротацията образува модел на въртене като спирала, която е произволна и постоянно се променя.
В това ново проучване изследователите откриха, че когато нагреят неодим от -268 ° C до -265 ° C, неговото въртене "замръзва" в твърд модел, образувайки магнит при по-висока температура.Докато материалът се охлажда, произволно въртящият се спирален модел се връща.
„Този режим на „замръзване“ обикновено не се среща в магнитни материали“, каза Александър кхажеторианс, професор по сканиращ сондов микроскоп в университета Radboud в Холандия.
По-високите температури увеличават енергията в твърди вещества, течности или газове.Същото важи и за магнитите: при по-високи температури въртенето обикновено започва да се колебае.
Khajetoorians каза, „магнитното поведение на неодима, което наблюдавахме, всъщност е в противоречие с това, което се случва „нормално“.„Това е доста контраинтуитивно, точно както водата се превръща в лед при нагряване.“
Това контраинтуитивно явление не е често срещано в природата – известно е, че малко материали се държат по грешен начин.Друг добре известен пример е солта на Рошел: нейните заряди образуват подреден модел при по-високи температури, но се разпределят произволно при по-ниски температури.
Комплексното теоретично описание на спиновото стъкло е темата на Нобеловата награда за физика за 2021 г.Разбирането как работят тези въртящи се очила е важно и за други области на науката.
Khajetoorians каза, "ако най-накрая можем да симулираме поведението на тези материали, това може да направи извод за поведението на голям брой други материали."
Потенциалното ексцентрично поведение е свързано с концепцията за дегенерация: много различни състояния имат една и съща енергия и системата се разочарова.Температурата може да промени тази ситуация: съществува само определено състояние, което позволява на системата изрично да влезе в режим.
Това странно поведение може да се използва в нови концепции за съхранение на информация или изчисления, като изчисления, подобни на мозъка.
Време на публикуване: 5 август 2022 г
