I ricercatori hanno osservato un nuovo strano comportamento quando un materiale magnetico veniva riscaldato.Quando la temperatura aumenta, la rotazione magnetica di questo materiale si “congela” in una modalità statica, che di solito si verifica quando la temperatura scende.I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Nature Physics.
I ricercatori hanno scoperto questo fenomeno nei materiali al neodimio.Alcuni anni fa descrissero questo elemento come “vetro spin autoindotto”.Il vetro spin è solitamente una lega metallica, ad esempio gli atomi di ferro vengono mescolati casualmente in una griglia di atomi di rame.Ogni atomo di ferro è come un piccolo magnete o spin.Questi giri posizionati casualmente puntano in varie direzioni.
A differenza dei tradizionali vetri rotanti, che vengono mescolati casualmente con materiali magnetici, il neodimio è un elemento.In assenza di qualsiasi altra sostanza presenta il comportamento della vetrificazione in forma cristallina.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 rotazione si è “congelata” in uno schema solido, formando un magnete a una temperatura più elevata.Quando il materiale si raffredda, ritorna il motivo a spirale che ruota in modo casuale.
"Questa modalità di 'congelamento' di solito non si verifica nei materiali magnetici", ha detto Alexander khajetoorians, professore di microscopio a sonda a scansione presso la Radboud University nei Paesi Bassi.
Temperature più elevate aumentano l’energia nei solidi, nei liquidi o nei gas.Lo stesso vale per i magneti: a temperature più elevate la rotazione solitamente inizia a oscillare.
I Khajetooriani hanno detto: "il comportamento magnetico del neodimio che abbiamo osservato è in realtà contrario a ciò che accade 'normalmente'.""Questo è abbastanza controintuitivo, proprio come l'acqua si trasforma in ghiaccio quando viene riscaldata."
Questo fenomeno controintuitivo non è comune in natura: è noto che pochi materiali si comportano nel modo sbagliato.Un altro esempio ben noto è il sale di Rochelle: le sue cariche formano uno schema ordinato a temperature più elevate, ma sono distribuite in modo casuale a temperature più basse.
La complessa descrizione teorica del vetro di spin è il tema del Premio Nobel per la fisica 2021.Comprendere come funzionano questi occhiali di rotazione è importante anche per altri settori della scienza.
I Khajetooriani hanno detto: “se riusciamo finalmente a simulare il comportamento di questi materiali, possiamo anche dedurre il comportamento di un gran numero di altri materiali”.
Il potenziale comportamento eccentrico è legato 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, che consente al sistema di entrare esplicitamente in una modalità.
Questo strano comportamento può essere utilizzato in nuovi concetti di archiviazione o elaborazione delle informazioni, come l'informatica simile al cervello.
Orario di pubblicazione: 05-ago-2022
