I ricercatori hanno osservato uno strano nuovo comportamento quando un materiale magnetico è stato riscaldato. Quando la temperatura aumenta, la rotazione magnetica in questo materiale "si blocca" in una modalità statica, che di solito si verifica quando la temperatura diminuisce. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Nature Physics.
I ricercatori hanno trovato questo fenomeno nei materiali di neodimio. Alcuni anni fa, hanno descritto questo elemento come "vetro spin indotto da sé". Il vetro di spin è di solito una lega di metallo, ad esempio, gli atomi di ferro vengono mescolati in modo casuale in una griglia di atomi di rame. Ogni atomo di ferro è come un piccolo magnete o spin. Questi spins collocati casualmente in varie direzioni.
A differenza dei tradizionali occhiali di spin, che sono miscelati casualmente con materiali magnetici, il neodimio è un elemento. In assenza di qualsiasi altra sostanza, mostra il comportamento della vetrificazione in forma di cristallo. La rotazione forma uno schema di rotazione come una spirale, che è casuale e in costante cambiamento.
In questo nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che quando hanno riscaldato il neodimio da -268 ° C a -265 ° C, la sua spin "congelata" in un modello solido, formando un magnete a una temperatura più elevata. Man mano che il materiale si raffredda, ritorna il modello a spirale rotante in modo casuale.
"Questa modalità di" congelamento "di solito non si verifica in materiali magnetici", ha affermato Alexander Khajetoorians, professore di microscopio alla sonda a scansione presso la Radboud University nei Paesi Bassi.
Temperature più elevate aumentano l'energia in solidi, liquidi o gas. Lo stesso vale per i magneti: a temperature più elevate, la rotazione di solito inizia a oscillare.
Khajetoorians ha dichiarato: "Il comportamento magnetico del neodimio che abbiamo osservato è in realtà contrario a ciò che accade" normalmente "." "Questo è abbastanza contro intuitivo, proprio come l'acqua si trasforma in ghiaccio quando riscaldata."
Questo fenomeno controintuitivo non è di natura comune: sono noti che pochi materiali si comportano nel modo sbagliato. Un altro esempio ben noto è il sale di Rochelle: le sue cariche formano un modello ordinato a temperature più elevate, ma sono distribuite casualmente a temperature più basse.
La complessa descrizione teorica del vetro spin è il tema del premio Nobel del 2021 in fisica. Comprendere come funzionano questi occhiali da spin è importante anche per altre aree della scienza.
Khajetoorians ha dichiarato: "Se possiamo finalmente simulare il comportamento di questi materiali, può anche dedurre il comportamento di un gran numero di altri materiali".
Il potenziale comportamento eccentrico è correlato al concetto di degenerazione: molti stati diversi hanno la stessa energia e il sistema diventa frustrato. La temperatura può cambiare questa situazione: esiste solo uno stato specifico, consentendo al sistema di inserire esplicitamente una modalità.
Questo strano comportamento può essere utilizzato in nuovi concetti di archiviazione o calcolo delle informazioni, come il cervello come il calcolo.
Tempo post: agosto-05-2022
