محققان هنگام گرم شدن یک ماده مغناطیسی ، یک رفتار جدید عجیب و غریب مشاهده کردند. با افزایش دما ، چرخش مغناطیسی در این ماده به حالت استاتیک "یخ می زند" ، که معمولاً هنگام کاهش دما اتفاق می افتد. محققان یافته های خود را در مجله Nature Physics منتشر کردند.
محققان این پدیده را در مواد نئودیمیوم یافتند. چند سال پیش ، آنها این عنصر را "شیشه چرخش خود ناشی از خود" توصیف کردند. شیشه چرخش معمولاً یک آلیاژ فلزی است ، به عنوان مثال ، اتم های آهن به طور تصادفی در یک شبکه اتم های مس مخلوط می شوند. هر اتم آهن مانند یک آهنربای کوچک یا چرخش است. این چرخش ها به طور تصادفی در جهات مختلف نقطه هستند.
بر خلاف عینک های چرخش سنتی ، که به طور تصادفی با مواد مغناطیسی مخلوط می شوند ، نئودیمیم یک عنصر است. در صورت عدم وجود هر ماده دیگر ، رفتار زوزه کششی به شکل کریستالی را نشان می دهد. چرخش الگویی از چرخش مانند مارپیچ را تشکیل می دهد ، که تصادفی و به طور مداوم در حال تغییر است.
در این مطالعه جدید ، محققان دریافتند که وقتی نئودیمیوم را از -268 درجه سانتیگراد تا 265 درجه سانتیگراد گرم می کنند ، چرخش آن "یخ زده" آن را به یک الگوی جامد تبدیل می کند و یک آهنربا را در دمای بالاتر تشکیل می دهد. با خنک شدن مواد ، الگوی مارپیچی به طور تصادفی در حال چرخش باز می گردد.
الكساندر خواجتورویایی ها ، استاد میکروسکوپ پروب اسکن در دانشگاه رادبود در هلند گفت: "این شیوه" انجماد "معمولاً در مواد مغناطیسی رخ نمی دهد."
درجه حرارت بالاتر باعث افزایش انرژی در مواد جامد ، مایعات یا گازها می شود. همین مورد در مورد آهن ربا نیز صدق می کند: در دماهای بالاتر ، چرخش معمولاً شروع به لرزیدن می کند.
خواجتوری ها گفتند ، "رفتار مغناطیسی نئودیمیوم که مشاهده کردیم در واقع خلاف آنچه اتفاق می افتد" به طور عادی "است. "این کاملاً ضد شهودی است ، دقیقاً مانند آب در هنگام گرم شدن به یخ تبدیل می شود."
این پدیده ضد انعطاف پذیر در طبیعت رایج نیست - معدود مواد شناخته شده است که به روش اشتباه رفتار می کنند. نمونه مشهور دیگر Rochelle Salt است: هزینه های آن در دماهای بالاتر یک الگوی سفارش داده شده را تشکیل می دهد ، اما به طور تصادفی در دماهای پایین تر توزیع می شود.
توضیحات نظری پیچیده شیشه چرخش موضوع جایزه نوبل 2021 در فیزیک است. درک چگونگی کار این عینک های چرخش نیز برای سایر زمینه های علمی مهم است.
خواجتوری ها گفتند: "اگر در نهایت بتوانیم رفتار این مواد را شبیه سازی کنیم ، می تواند رفتار تعداد زیادی از مواد دیگر را نیزنش کند."
رفتار غیر عادی بالقوه مربوط به مفهوم انحطاط است: بسیاری از حالت های مختلف انرژی یکسانی دارند و سیستم ناامید می شود. دما می تواند این وضعیت را تغییر دهد: فقط یک حالت خاص وجود دارد و به سیستم اجازه می دهد صریحاً وارد یک حالت شود.
این رفتار عجیب ممکن است در ذخیره اطلاعات جدید یا مفاهیم محاسباتی مانند مغز مانند محاسبات استفاده شود.
زمان پست: اوت 05-2022
