Vědci pozorovali zvláštní nové chování, když byl magnetický materiál zahřátý.Když teplota stoupne, magnetický spin v tomto materiálu „zamrzne“ do statického režimu, ke kterému obvykle dochází při poklesu teploty.Vědci své poznatky zveřejnili v časopise Nature Physics.
Vědci tento jev objevili v neodymových materiálech.Před několika lety popsali tento prvek jako „samovolně indukované spinové sklo“.Spinové sklo je obvykle kovová slitina, například atomy železa jsou náhodně smíchány do mřížky atomů mědi.Každý atom železa je jako malý magnet neboli spin.Tyto náhodně umístěné točení směřují různými směry.
Na rozdíl od tradičních spinových skel, která jsou náhodně smíchána s magnetickými materiály, je neodym prvkem.V nepřítomnosti jakékoli jiné látky vykazuje chování vitrifikace v krystalické formě.Rotace tvoří vzor rotace jako spirála, která je náhodná a neustále se mění.
V této nové studii vědci zjistili, že když zahřáli neodym z -268 °C na -265 °C, jeho rotace „zamrzla“ do pevného vzoru a vytvořila magnet při vyšší teplotě.Jak se materiál ochlazuje, náhodně rotující spirálový vzor se vrací.
"Tento způsob 'zmrazování' se u magnetických materiálů obvykle nevyskytuje," řekl Alexander khajetoorians, profesor mikroskopu se skenovací sondou na Radboud University v Nizozemsku.
Vyšší teploty zvyšují energii v pevných látkách, kapalinách nebo plynech.Totéž platí pro magnety: při vyšších teplotách se rotace obvykle začíná kývat.
Khajetoorians řekl: „magnetické chování neodymu, které jsme pozorovali, je ve skutečnosti v rozporu s tím, co se děje ‚normálně‘."Je to docela intuitivní, stejně jako se voda při zahřátí mění v led."
Tento kontraintuitivní jev není v přírodě běžný – je známo, že jen málo materiálů se chová nesprávným způsobem.Dalším dobře známým příkladem je Rochelleova sůl: její náboje tvoří uspořádaný vzor při vyšších teplotách, ale jsou náhodně distribuovány při nižších teplotách.
Komplexní teoretický popis rotačního skla je tématem Nobelovy ceny za fyziku za rok 2021.Pochopení toho, jak tyto otočné brýle fungují, je důležité i pro další oblasti vědy.
Khajetoorians řekl: "Pokud se nám konečně podaří nasimulovat chování těchto materiálů, můžeme také odvodit chování velkého množství jiných materiálů."
Potenciální excentrické chování souvisí s konceptem degenerace: mnoho různých stavů má stejnou energii a systém je frustrovaný.Teplota může tuto situaci změnit: existuje pouze určitý stav, který umožňuje systému explicitně vstoupit do režimu.
Toto podivné chování může být použito v nových konceptech ukládání informací nebo výpočetní techniky, jako je brain like computing.
Čas odeslání: srpen-05-2022
