Các nhà nghiên cứu đã quan sát một hành vi mới kỳ lạ khi một vật liệu từ tính được làm nóng. Khi nhiệt độ tăng lên, spin từ tính trong vật liệu này, đóng băng vào chế độ tĩnh, thường xảy ra khi nhiệt độ giảm. Các nhà nghiên cứu đã công bố những phát hiện của họ trên tạp chí Nature Vật lý.
Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy hiện tượng này trong vật liệu neodymium. Một vài năm trước, họ đã mô tả yếu tố này là thủy tinh spin tự gây ra. Kính quay thường là một hợp kim kim loại, ví dụ, các nguyên tử sắt được trộn ngẫu nhiên vào một lưới các nguyên tử đồng. Mỗi nguyên tử sắt giống như một nam châm nhỏ, hoặc spin. Những spin được đặt ngẫu nhiên theo các hướng khác nhau.
Không giống như kính quay truyền thống, được trộn ngẫu nhiên với vật liệu từ tính, Neodymium là một yếu tố. Trong trường hợp không có bất kỳ chất nào khác, nó cho thấy hành vi của chất thủy tinh ở dạng tinh thể. Xoay hình thành một mô hình xoay như xoắn ốc, đó là ngẫu nhiên và thay đổi liên tục.
Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng khi họ làm nóng neodymium từ -268 ° C đến -265 ° C, spin frozen frozen của nó thành một mô hình rắn, tạo thành một nam châm ở nhiệt độ cao hơn. Khi vật liệu nguội đi, mẫu xoắn ốc quay ngẫu nhiên trở lại.
Chế độ 'đóng băng' này thường không xảy ra trong vật liệu từ tính
Nhiệt độ cao hơn làm tăng năng lượng trong chất rắn, chất lỏng hoặc khí. Điều tương tự áp dụng cho nam châm: ở nhiệt độ cao hơn, xoay vòng thường bắt đầu chao đảo.
Khajetoorians cho biết, hành vi từ tính của Neodymium mà chúng tôi quan sát thấy thực sự trái với những gì xảy ra 'thông thường'. Đây là điều khá phản trực giác, giống như nước biến thành băng khi được làm nóng.
Hiện tượng phản trực giác này không phổ biến trong tự nhiên - rất ít vật liệu được biết là hành xử sai cách. Một ví dụ nổi tiếng khác là muối Rochelle: các điện tích của nó tạo thành một mô hình được đặt hàng ở nhiệt độ cao hơn, nhưng được phân phối ngẫu nhiên ở nhiệt độ thấp hơn.
Mô tả lý thuyết phức tạp của kính quay là chủ đề của Giải thưởng Nobel 2021 về vật lý. Hiểu cách các kính quay này hoạt động cũng rất quan trọng đối với các lĩnh vực khoa học khác.
Khajetoorians cho biết, nếu cuối cùng chúng ta có thể mô phỏng hành vi của các vật liệu này, nó cũng có thể suy ra hành vi của một số lượng lớn các vật liệu khác.
Hành vi lập dị tiềm năng có liên quan đến khái niệm thoái hóa: nhiều trạng thái khác nhau có cùng một năng lượng và hệ thống trở nên thất vọng. Nhiệt độ có thể thay đổi tình huống này: Chỉ có một trạng thái cụ thể tồn tại, cho phép hệ thống vào chế độ một cách rõ ràng.
Hành vi kỳ lạ này có thể được sử dụng trong các khái niệm lưu trữ thông tin hoặc điện toán thông tin mới, chẳng hạn như não như tính toán.
Thời gian đăng: Tháng 8-05-2022
