Forskere observerte en merkelig ny oppførsel når et magnetisk materiale ble varmet opp.Når temperaturen stiger, "fryser" magnetspinnet i dette materialet til en statisk modus, som vanligvis oppstår når temperaturen synker.Forskerne publiserte funnene sine i tidsskriftet Nature Physics.
Forskere fant dette fenomenet i neodymmaterialer.For noen år siden beskrev de dette elementet som "selv-indusert spinnglass".Spinnglass er vanligvis en metallegering, for eksempel blandes jernatomer tilfeldig inn i et rutenett av kobberatomer.Hvert jernatom er som en liten magnet, eller spinn.Disse tilfeldig plasserte spinnene peker i ulike retninger.
I motsetning til tradisjonelle spinnglass, som er tilfeldig blandet med magnetiske materialer, er neodym et element.I fravær av noe annet stoff viser det oppførselen til forglasning i krystallform.Rotasjon danner et rotasjonsmønster som en spiral, som er tilfeldig og i stadig endring.
I denne nye studien fant forskerne at når de varmet opp neodym fra -268 ° C til -265 ° C, "frosset" dets spinn til et solid mønster, og dannet en magnet ved høyere temperatur.Når materialet avkjøles, kommer det tilfeldig roterende spiralmønsteret tilbake.
"Denne modusen for 'frysing' forekommer vanligvis ikke i magnetiske materialer," sa Alexander khajetoorians, en skanningsprobe-mikroskopprofessor ved Radboud-universitetet i Nederland.
Høyere temperaturer øker energien i faste stoffer, væsker eller gasser.Det samme gjelder magneter: ved høyere temperaturer begynner rotasjonen vanligvis å vingle.
Khajetoorians sa, "den magnetiske oppførselen til neodym vi observerte er faktisk i strid med det som skjer" normalt ".""Dette er ganske kontraintuitivt, akkurat som vann blir til is når det varmes opp."
Dette kontraintuitive fenomenet er ikke vanlig i naturen - få materialer er kjent for å oppføre seg på feil måte.Et annet velkjent eksempel er Rochelle-salt: ladningene danner et ordnet mønster ved høyere temperaturer, men er tilfeldig fordelt ved lavere temperaturer.
Den komplekse teoretiske beskrivelsen av spinnglass er temaet for 2021 Nobelprisen i fysikk.Å forstå hvordan disse spinnbrillene fungerer er også viktig for andre områder av vitenskapen.
Khajetoorians sa, "hvis vi endelig kan simulere oppførselen til disse materialene, kan det også utlede oppførselen til et stort antall andre materialer."
Potensiell eksentrisk atferd er relatert til begrepet degenerasjon: mange forskjellige tilstander har samme energi, og systemet blir frustrert.Temperatur kan endre denne situasjonen: bare en spesifikk tilstand eksisterer, slik at systemet eksplisitt kan gå inn i en modus.
Denne merkelige oppførselen kan brukes i ny informasjonslagring eller databehandlingskonsepter, for eksempel hjernelignende databehandling.
Innleggstid: Aug-05-2022
