Istraživači su uočili čudno novo ponašanje kada se magnetski materijal zagrijavao.Kada temperatura poraste, magnetski spin u ovom materijalu "smrzne" se u statički način, što se obično događa kada temperatura padne.Istraživači su svoja otkrića objavili u časopisu Nature Physics.
Istraživači su otkrili ovaj fenomen u neodimijskim materijalima.Prije nekoliko godina opisali su ovaj element kao "samoinducirano spin staklo".Spin staklo je obično legura metala, na primjer, atomi željeza su nasumično umiješani u mrežu atoma bakra.Svaki atom željeza je poput malog magneta ili spina.Ovi nasumično postavljeni okreti pokazuju u različitim smjerovima.
Za razliku od tradicionalnih spin stakala, koja su nasumično pomiješana s magnetskim materijalima, neodimij je element.U nedostatku bilo koje druge tvari, pokazuje ponašanje vitrifikacije u kristalnom obliku.Rotacija oblikuje obrazac rotacije poput spirale, koja je nasumična i stalno se mijenja.
U ovoj novoj studiji, istraživači su otkrili da kada su zagrijali neodim s -268 °C na -265 °C, njegov spin se "zamrznuo" u čvrsti uzorak, tvoreći magnet na višoj temperaturi.Kako se materijal hladi, nasumično rotirajući spiralni uzorak se vraća.
“Ovaj način 'smrzavanja' obično se ne događa u magnetskim materijalima,” rekao je Alexander khajetoorians, profesor skenirajućeg sondnog mikroskopa na Sveučilištu Radboud u Nizozemskoj.
Više temperature povećavaju energiju u čvrstim tvarima, tekućinama ili plinovima.Isto vrijedi i za magnete: na višim temperaturama rotacija se obično počinje kolebati.
Khajetoorians je rekao, "magnetsko ponašanje neodimija koje smo primijetili zapravo je suprotno onome što se 'normalno' događa.""Ovo je prilično kontraintuitivno, baš kao što se voda zagrijavanjem pretvara u led."
Ovaj kontraintuitivni fenomen nije uobičajen u prirodi – malo je materijala poznato da se ponašaju na pogrešan način.Drugi dobro poznati primjer je Rochelle sol: njezini naboji formiraju uređeni uzorak na višim temperaturama, ali su nasumično raspoređeni na nižim temperaturama.
Složeni teorijski opis spin stakla tema je Nobelove nagrade za fiziku 2021.Razumijevanje načina rada ovih spin naočala važno je i za druga područja znanosti.
Khajetoorians je rekao, "ako konačno možemo simulirati ponašanje ovih materijala, to također može izvesti zaključak o ponašanju velikog broja drugih materijala."
Potencijalno ekscentrično ponašanje povezano je s konceptom degeneracije: mnogo različitih stanja ima istu energiju, a sustav postaje frustriran.Temperatura može promijeniti ovu situaciju: postoji samo određeno stanje, dopuštajući sustavu eksplicitni ulazak u način rada.
Ovo čudno ponašanje može se koristiti u novim konceptima pohrane informacija ili računalstva, kao što je računalstvo poput mozga.
Vrijeme objave: 5. kolovoza 2022
