Forskere observerte en merkelig ny oppførsel når et magnetisk materiale ble oppvarmet. Når temperaturen stiger, spinner det magnetiske i dette materialet "fryser" til en statisk modus, som vanligvis oppstår når temperaturen synker. Forskerne publiserte sine funn i tidsskriftet Nature Physics.
Forskere fant dette fenomenet i neodymmaterialer. For noen år siden beskrev de dette elementet som "selvindusert spinglass". Spinglass er vanligvis en metalllegering, for eksempel blandes jernatomer tilfeldig til et rutenett av kobberatomer. Hvert jernatom er som en liten magnet, eller spinn. Disse tilfeldig plasserte spinnene peker i forskjellige retninger.
I motsetning til tradisjonelle spinglass, som er tilfeldig blandet med magnetiske materialer, er neodymium et element. I mangel av noe annet stoff, viser det oppførselen til forglasning i krystallform. Rotasjon danner et rotasjonsmønster som en spiral, som er tilfeldig og stadig endrer seg.
I denne nye studien fant forskere at når de oppvarmet neodym fra -268 ° C til -265 ° C, spinnet det "frosset" til et solid mønster, og dannet en magnet ved en høyere temperatur. Når materialet avkjøles, kommer det tilfeldig roterende spiralmønsteret tilbake.
"Denne modusen for å" fryse "forekommer vanligvis ikke i magnetiske materialer," sa Alexander Khajetoorianere, en skanningssonskopprofessor ved Radboud University i Nederland.
Høyere temperaturer øker energien i faste stoffer, væsker eller gasser. Det samme gjelder magneter: Ved høyere temperaturer begynner rotasjonen vanligvis å vingle.
Khajetoorianere sa: "Den magnetiske oppførselen til neodym vi observerte er faktisk i strid med hva som skjer 'normalt'." "Dette er ganske mot intuitivt, akkurat som vann blir til is når det blir oppvarmet."
Dette motintuitive fenomenet er ikke vanlig - få materialer er kjent for å oppføre seg på feil måte. Et annet kjent eksempel er Rochelle salt: ladningene danner et bestilt mønster ved høyere temperaturer, men er tilfeldig fordelt ved lavere temperaturer.
Den komplekse teoretiske beskrivelsen av spinglass er temaet for 2021 Nobelprisen i fysikk. Å forstå hvordan disse spinglassene fungerer er også viktig for andre vitenskapsområder.
Khajetoorianere 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 degenerasjonsbegrepet: 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 komme inn i en modus.
Denne merkelige oppførselen kan brukes i nye informasjonslagrings- eller databehandlingskonsepter, for eksempel hjerne som databehandling.
Post Time: Aug-05-2022
