کشف اتم‌هایی که با افزایش دما منجمد می‌شوند

اسپین‌های مغناطیسی اتم‌های نئودیمیم با گرم شدن منجمد می‌شوند

دانشمندان فلزی کشف کرده‌اند که با گرما منجمد می‌شود- Unsplash

‌فیزیکدانان نوع جدیدی از رفتار یک فلز را کشف کرده‌اند که به نظر می‌رسد با فیزیک رایج همخوانی ندارد.

آنها کشف کرده‌اند که اسپین‌های مغناطیسی در نئودیمیم - یک فلز نقره‌ای - هنگام افزایش دما با یک الگوی ثابت «منجمد می‌شود»، موضوعی که معمولا فقط زمانی اتفاق می‌افتد که دما کاهش پیدا کند.

نئودیمیم یک «شیشه اسپینی خود القا» است، زمانی که هر اتم مانند یک آهنربای کوچک عمل می‌کند - همه به جهت‌های مختلف می‌روند. اسپین‌ها الگوهایی را تشکیل می‌دهند که مانند مارپیچ می‌چرخند و مدام تغییر می‌کنند.

پژوهشگران کشف کرده‌اند که وقتی نئودیمیم را از ۲۶۵ تا ۲۶۸ درجه سانتی‌گراد گرم می‌کنند، اسپین اتم‌ها به شکل یک الگوی جامد، منجمد می‌شود و یک آهنربا ایجاد می‌کند و هنگام سرد شدن، الگوی مارپیچی برمی‌گردد.

الکساندر خاجتوریانس، استاد میکروسکوپ‌های پروبی روبشی (SPM) در دانشگاه رادبود، می‌گوید «این الگوی انجماد معمولا در مواد مغناطیسی رخ نمی‌دهد.»

Read More

This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)

خاجتوریانس می‌گوید: «رفتار مغناطیسی که ما در نئودیمیم مشاهده کردیم در واقع برعکس چیزی است که به‌طور معمول رخ می‌دهد و این کاملا غیرمنطقی است، مانند آبی که با گرم شدن به یک مکعب یخ تبدیل شود.»

مواد بسیار کمی وجود دارند که خاصیت این چنینی دارند، اما یکی از آن‌ها نمک راشل است - که در آن بارهای الکتریکی در دمای بالاتر، یک الگوی منظم را تشکیل می‌دهند، اما الگوی آن‌ها در دمای پایین‌تر تصادفی‌تر می‌شود.

دانشمندان بر این باورند که دلیل این مسئله به دلیل «تبهگنی» (degeneracy) است: وقتی بسیاری از حالت‌های مختلف انرژی یکسانی داشته باشند، سیستم می‌تواند «سردرگم» شود.

این باور وجود دارد که بهره‌گیری از ویژگی‌های این ماده ممکن است در انواع جدیدی از ذخیره‌سازی محاسباتی کاربرد داشته باشد.

 

© The Independent

بیشتر از علوم