Откривен магнетски материјал који се смрзава када се загреје. Физичари: „То је чудно”.
Kада се одређени магнетски материјали охладе на праву температуру, догађа се нешто занимљиво. Спинови њихових атома се замрзавају и остају на својем месту у статичном обрасцу. Но, сада су физичари уочили да се један материјал понаша потпуно другачије. Ако се делимично загреје, магнетски елемент неодимијум се смрзава; што је изненадило научну заједницу.
„Магнетско понашање неодимијума заправо је супротно од онога што се нормално догађа. То је прилично контраинтуитивно, попут воде која би се заледила приликом загревања”, рекао је физичар Алегзандер Kајеторианс са Свеучилишта Радбауд у Холандији.
У конвенционалном феромагнетском материјалу, као што је гвожђе, сви магнетски спинови атома поравнати су у истом смеру; односно њихов северни и јужни магнетски пол оријентисани су на исти начин у тродимензионалном простору. Али у неким материјалима, као што су поједине легуре бакра и жељеза, спинови су прилично насумични. Ово стање се назива спинско стакло. Мада се неодимијум користи при изради магнета, мора се помешати са гвожђем да би се поравнали спинови атома. Чисти неодимијум не понаша се као други магнети; тек пре две године физичари су схватили да би се овај материјал могао најбоље описати као самоиндуковано спинско стакло.
Но, ново истраживање показује да је неодимијум још чуднији него што се мислило. Kада загревате материјал, пораст температуре повећава енергију у том материјалу. У случају магнета, то повећава кретање спинова. Kада охладите магнет, спинови се успоравају. За спинско стакла, температура смрзавања је тачка на којој се спинско стакло понаша више као конвенционални феромагнет, пише Science Alert. Физичар Бенјамин Верлак са Универзитета Радбауд и колеге хтели су испитати како се неодимијум понаша при променљивим температурама. Притом су открили нешто занимљиво. Приликом подизања температуре неодимијима са минус 268 на минус 265 Целзијусових степени а долази до фазе смрзавања. Kад су научници поново охладили неодимијум, спинови су опет постали насумични.
Није за сада јасно зашто се то догађа, будући да се природни материјали ретко понашају на чудан начин. Међутим, научници сматрају да би то могло имати везе с феноменом који се зове фрустрација. Фрустрација описује материјал који не може постићи уређено стање, што резултира неуређеним системом какав видимо у спинском стаклу. Могуће је, наводе они, да неодимијум има одређене корелације у свом стању спинског стакла које зависе од температуре. Подизање температуре их слаби, а тиме и фрустрацију, допуштајући спиновима да се поравнају.
Но за прави одговор на питање шта се тачно догађа, мораћемо причекати даље студије. Истраживање под именом Thermally induced magnetic order from glassiness in elemental neodymium објављено је у часопису Nature Physics.
(Индекс)
