Els investigadors van observar un nou comportament estrany quan es va escalfar un material magnètic. Quan la temperatura puja, el gir magnètic en aquest material es "congela" en un mode estàtic, que sol produir -se quan la temperatura baixa. Els investigadors van publicar les seves troballes a la revista Nature Physics.
Els investigadors van trobar aquest fenomen en materials de neodimi. Fa uns anys, van descriure aquest element com a "vidre de gir autoinduït". El vidre de spin sol ser un aliatge metàl·lic, per exemple, els àtoms de ferro es barregen aleatòriament en una graella d’àtoms de coure. Cada àtom de ferro és com un imant petit o gir. Aquests girs aleatòriament col·locats en diverses direccions.
A diferència de les ulleres de spin tradicionals, que es barregen aleatòriament amb materials magnètics, el neodimi és un element. En absència de qualsevol altra substància, mostra el comportament de la vitrificació en forma de cristall. La rotació forma un patró de rotació com una espiral, que és aleatòria i canvia constantment.
En aquest nou estudi, els investigadors van trobar que quan van escalfar neodimi de -268 ° C a -265 ° C, el seu gir es va "congelar" en un patró sòlid, formant un imant a una temperatura més alta. A mesura que el material es refreda, el patró espiral rotatiu aleatòria torna.
"Aquest mode de" congelació "normalment no es produeix en materials magnètics", va dir Alexander Khajetoorians, professor de microscopi de sonda d'escaneig de la Universitat de Radboud als Països Baixos.
Les temperatures més elevades augmenten l’energia en sòlids, líquids o gasos. El mateix s'aplica als imants: a temperatures més altes, la rotació sol començar a moure's.
Els khajetoorians van dir: "El comportament magnètic del neodimi que vam observar és realment contrari al que passa" normalment "". "Això és força intuïtiu, de la mateixa manera que l'aigua es converteix en gel quan s'escalfa."
Aquest fenomen contraintuitiu no és habitual a la naturalesa: es coneixen pocs materials que es comporten de la manera equivocada. Un altre exemple conegut és la sal de Rochelle: les seves càrregues formen un patró ordenat a temperatures més altes, però es distribueixen aleatòriament a temperatures més baixes.
La complexa descripció teòrica del vidre spin és el tema del premi Nobel de la física del 2021. Comprendre com funcionen aquestes ulleres de gir també és important per a altres àrees de la ciència.
Els khajetoorians van dir: "Si finalment podem simular el comportament d'aquests materials, també pot inferir el comportament d'un gran nombre d'altres materials."
El comportament excèntric potencial està relacionat amb el concepte de degeneració: molts estats diferents tenen la mateixa energia i el sistema es frustra. La temperatura pot canviar aquesta situació: només existeix un estat específic, permetent al sistema entrar explícitament en un mode.
Aquest comportament estrany es pot utilitzar en nous conceptes d'emmagatzematge d'informació o informàtica, com ara el cervell com la informàtica.
Hora de la publicació: 05-2022 d'agost
