Raziskovalci so opazili nenavadno novo vedenje, ko je bil magnetni material segret.Ko se temperatura dvigne, magnetni spin v tem materialu "zamrzne" v statični način, kar se običajno zgodi, ko temperatura pade.Raziskovalci so svoje ugotovitve objavili v reviji Nature Physics.
Raziskovalci so ta pojav odkrili v materialih iz neodima.Pred nekaj leti so ta element opisali kot "samoinducirano spin steklo".Spin steklo je običajno kovinska zlitina, na primer atomi železa so naključno pomešani v mrežo atomov bakra.Vsak atom železa je kot majhen magnet ali spin.Ti naključno postavljeni vrtljaji kažejo v različne smeri.
Za razliko od tradicionalnih spin stekel, ki so naključno pomešana z magnetnimi materiali, je neodim element.V odsotnosti katere koli druge snovi kaže obnašanje vitrifikacije v kristalni obliki.Vrtenje tvori vzorec vrtenja, kot je spirala, ki je naključna in se nenehno spreminja.
V tej novi študiji so raziskovalci ugotovili, da ko so segreli neodim od -268 °C do -265 °C, je njegov vrt "zamrznil" v trden vzorec in oblikoval magnet pri višji temperaturi.Ko se material ohladi, se naključno vrteči spiralni vzorec vrne.
"Ta način 'zamrzovanja' se običajno ne pojavi v magnetnih materialih," je dejal Alexander khajetoorians, profesor za skeniranje sondnega mikroskopa na univerzi Radboud na Nizozemskem.
Višje temperature povečajo energijo v trdnih snoveh, tekočinah ali plinih.Enako velja za magnete: pri višjih temperaturah rotacija običajno začne nihati.
Khajetoorians je dejal, da je "magnetno obnašanje neodija, ki smo ga opazili, dejansko v nasprotju s tem, kar se dogaja 'običajno'.""To je precej kontraintuitivno, tako kot se voda pri segrevanju spremeni v led."
Ta kontraintuitivni pojav v naravi ni pogost – znano je, da se malo materialov obnaša na napačen način.Drug dobro znan primer je Rochelle sol: njeni naboji tvorijo urejen vzorec pri višjih temperaturah, vendar so naključno porazdeljeni pri nižjih temperaturah.
Kompleksni teoretični opis spinskega stekla je tema Nobelove nagrade za fiziko leta 2021.Razumevanje delovanja teh spin očal je pomembno tudi za druga področja znanosti.
Khajetoorians je dejal, "če lahko končno simuliramo obnašanje teh materialov, lahko sklepamo tudi na obnašanje velikega števila drugih materialov."
Potencialno ekscentrično vedenje je povezano s konceptom degeneracije: veliko različnih stanj ima enako energijo in sistem postane frustriran.Temperatura lahko spremeni to situacijo: obstaja le določeno stanje, ki sistemu omogoča eksplicitni vstop v način.
To čudno vedenje se lahko uporablja pri novih konceptih shranjevanja informacij ali računalništva, kot je računalništvo, podobno možganom.
Čas objave: 5. avgusta 2022
