Otkriven magnetski materijal koji se smrzava kada se zagreje. Fizičari: „To je čudno”.
Kada se određeni magnetski materijali ohlade na pravu temperaturu, događa se nešto zanimljivo. Spinovi njihovih atoma se zamrzavaju i ostaju na svojem mestu u statičnom obrascu.No, sada su fizičari uočili da se jedan materijal ponaša potpuno drugačije. Ako se delimično zagreje, magnetski element neodimijum se smrzava; što je iznenadilo naučnu zajednicu.
„Magnetsko ponašanje neodimijuma zapravo je suprotno od onoga što se normalno događa. To je prilično kontraintuitivno, poput vode koja bi se zaledila prilikom zagrevanja”, rekao je fizičar Alegzander Kajetorians sa Sveučilišta Radbaud u Holandiji.
U konvencionalnom feromagnetskom materijalu, kao što je gvožđe, svi magnetski spinovi atoma poravnati su u istom smeru; odnosno njihov severni i južni magnetski pol orijentisani su na isti način u trodimenzionalnom prostoru. Ali u nekim materijalima, kao što su pojedine legure bakra i željeza, spinovi su prilično nasumični. Ovo stanje se naziva spinsko staklo.Mada se neodimijum koristi pri izradi magneta, mora se pomešati sa gvožđem da bi se poravnali spinovi atoma. Čisti neodimijum ne ponaša se kao drugi magneti; tek pre dve godine fizičari su shvatili da bi se ovaj materijal mogao najbolje opisati kao samoindukovano spinsko staklo.
No, novo istraživanje pokazuje da je neodimijum još čudniji nego što se mislilo. Kada zagrevate materijal, porast temperature povećava energiju u tom materijalu. U slučaju magneta, to povećava kretanje spinova. Kada ohladite magnet, spinovi se usporavaju.Za spinsko stakla, temperatura smrzavanja je tačka na kojoj se spinsko staklo ponaša više kao konvencionalni feromagnet, piše Science Alert. Fizičar Benjamin Verlak sa UniverzitetaRadbaud i kolege hteli su ispitati kako se neodimijum ponaša pri promenljivim temperaturama. Pritom su otkrili nešto zanimljivo. Prilikom podizanja temperature neodimijima sa minus 268 na minus 265 Celzijusovih stepeni a dolazi do faze smrzavanja. Kad su naučnici ponovo ohladili neodimijum, spinovi su opet postali nasumični.
Nije za sada jasno zašto se to događa, budući da se prirodni materijali retko ponašaju na čudan način. Međutim, naučnici smatraju da bi to moglo imati veze s fenomenom koji se zove frustracija.Frustracija opisuje materijal koji ne može postići uređeno stanje, što rezultira neuređenim sistemom kakav vidimo u spinskom staklu. Moguće je, navode oni, da neodimijum ima određene korelacije u svom stanju spinskog stakla koje zavise od temperature. Podizanje temperature ih slabi, a time i frustraciju, dopuštajući spinovima da se poravnaju.
No za pravi odgovor na pitanje šta se tačno događa, moraćemo pričekati dalje studije.Istraživanje pod imenom Thermally induced magnetic order from glassiness in elemental neodymiumobjavljeno je u časopisu Nature Physics.
(Indeks)
