Οι ερευνητές παρατήρησαν μια παράξενη νέα συμπεριφορά όταν θερμαίνεται ένα μαγνητικό υλικό. Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, η μαγνητική περιστροφή σε αυτό το υλικό "παγώνει" σε μια στατική λειτουργία, η οποία συνήθως συμβαίνει όταν πέφτει η θερμοκρασία. Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο περιοδικό Nature Physics.
Οι ερευνητές βρήκαν αυτό το φαινόμενο σε υλικά νεοδυμίου. Πριν από μερικά χρόνια, περιέγραψαν αυτό το στοιχείο ως "αυτοκαταστροφικό γυαλί περιστροφής". Το γυαλί περιστροφής είναι συνήθως ένα κράμα μετάλλου, για παράδειγμα, τα άτομα σιδήρου αναμειγνύονται τυχαία σε ένα πλέγμα ατόμων χαλκού. Κάθε άτομο σιδήρου είναι σαν ένας μικρός μαγνήτης ή περιστροφή. Αυτές οι τυχαία τοποθετημένες περιστροφές δείχνουν σε διάφορες κατευθύνσεις.
Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά γυαλιά περιστροφής, τα οποία αναμιγνύονται τυχαία με μαγνητικά υλικά, το νεοδύμιο είναι ένα στοιχείο. Ελλείψει οποιασδήποτε άλλης ουσίας, δείχνει τη συμπεριφορά της υαλοποίησης σε κρυστάλλινη μορφή. Η περιστροφή σχηματίζει ένα μοτίβο περιστροφής σαν μια σπείρα, η οποία είναι τυχαία και συνεχώς μεταβαλλόμενη.
Σε αυτή τη νέα μελέτη, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι όταν θερμάνουν το νεοδύμιο από -268 ° C έως -265 ° C, η περιστροφή του "κατεψυγμένη" σε ένα στερεό μοτίβο, σχηματίζοντας έναν μαγνήτη σε υψηλότερη θερμοκρασία. Καθώς το υλικό ψύχεται, το τυχαία περιστρεφόμενο σπειροειδές μοτίβο επιστρέφει.
"Αυτός ο τρόπος" κατάψυξης "συνήθως δεν εμφανίζεται σε μαγνητικά υλικά", δήλωσε ο Alexander Khajetoorians, καθηγητής μικροσκοπίου ανίχνευσης σάρωσης στο Πανεπιστήμιο Radboud στις Κάτω Χώρες.
Οι υψηλότερες θερμοκρασίες αυξάνουν την ενέργεια σε στερεά, υγρά ή αέρια. Το ίδιο ισχύει και για τους μαγνήτες: σε υψηλότερες θερμοκρασίες, η περιστροφή συνήθως αρχίζει να ταλαντεύεται.
Ο Khajetoorians είπε: "Η μαγνητική συμπεριφορά του νεοδυμίου που παρατηρήσαμε είναι στην πραγματικότητα αντίθετη με αυτό που συμβαίνει« κανονικά ». "Αυτό είναι αρκετά αντίθετο διαισθητικό, ακριβώς όπως το νερό μετατρέπεται σε πάγο όταν θερμαίνεται."
Αυτό το αντίθετο φαινόμενο δεν είναι συνηθισμένο στη φύση - λίγα υλικά είναι γνωστό ότι συμπεριφέρονται με λάθος τρόπο. Ένα άλλο γνωστό παράδειγμα είναι το Rochelle Salt: οι χρεώσεις του σχηματίζουν ένα διατεταγμένο μοτίβο σε υψηλότερες θερμοκρασίες, αλλά κατανέμονται τυχαία σε χαμηλότερες θερμοκρασίες.
Η πολύπλοκη θεωρητική περιγραφή του γυαλιού περιστροφής είναι το θέμα του βραβείου Νόμπελ 2021 στη φυσική. Η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας αυτών των γυαλιών περιστροφής είναι επίσης σημαντική για άλλους τομείς της επιστήμης.
Οι Khajetoorians είπαν: "Εάν μπορούμε τελικά να προσομοιώσουμε τη συμπεριφορά αυτών των υλικών, μπορεί επίσης να συμπεράνει τη συμπεριφορά ενός μεγάλου αριθμού άλλων υλικών".
Η πιθανή εκκεντρική συμπεριφορά σχετίζεται με την έννοια του εκφυλισμού: πολλά διαφορετικά κράτη έχουν την ίδια ενέργεια και το σύστημα απογοητεύεται. Η θερμοκρασία μπορεί να αλλάξει αυτή την κατάσταση: υπάρχει μόνο μια συγκεκριμένη κατάσταση, επιτρέποντας στο σύστημα να εισαγάγει ρητά μια λειτουργία.
Αυτή η περίεργη συμπεριφορά μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε νέες εννοιολογικές εννοιολογίες αποθήκευσης πληροφοριών ή υπολογιστικής, όπως ο εγκέφαλος όπως ο υπολογισμός.
Χρόνος δημοσίευσης: Αυγ-05-2022
