Los investigadores observaron un nuevo comportamiento extraño cuando se calentó un material magnético. Cuando la temperatura aumenta, el giro magnético en este material se "congela" en un modo estático, que generalmente ocurre cuando la temperatura cae. Los investigadores publicaron sus hallazgos en la revista Nature Physics.
Los investigadores encontraron este fenómeno en los materiales de neodimio. Hace unos años, describieron este elemento como "vidrio de spins autoinducido". El vidrio de espín suele ser una aleación de metal, por ejemplo, los átomos de hierro se mezclan al azar en una cuadrícula de átomos de cobre. Cada átomo de hierro es como un pequeño imán o giro. Estos giros colocados aleatoriamente apuntan en varias direcciones.
A diferencia de las gafas de espín tradicionales, que se mezclan aleatoriamente con materiales magnéticos, el neodimio es un elemento. En ausencia de cualquier otra sustancia, muestra el comportamiento de la vitrificación en forma de cristal. La rotación forma un patrón de rotación como una espiral, que es aleatoria y cambia constantemente.
En este nuevo estudio, los investigadores encontraron que cuando calentaban el neodimio de -268 ° C a -265 ° C, su giro "congelado" en un patrón sólido, formando un imán a una temperatura más alta. A medida que el material se enfría, el patrón espiral giratorio al azar regresa.
"Este modo de 'congelación' generalmente no ocurre en materiales magnéticos", dijo Alexander Khajetoorians, profesor de microscopio de sonda de escaneo en la Universidad de Radboud en los Países Bajos.
Las temperaturas más altas aumentan la energía en sólidos, líquidos o gases. Lo mismo se aplica a los imanes: a temperaturas más altas, la rotación generalmente comienza a tambalearse.
Los khajetoorianos dijeron: "El comportamiento magnético del neodimio que observamos es en realidad contrario a lo que sucede 'normalmente'". "Esto es bastante intuitivo, al igual que el agua se convierte en hielo cuando se calienta".
Este fenómeno contradictorio no es de naturaleza común: se sabe que pocos materiales se comportan de manera incorrecta. Otro ejemplo bien conocido es la sal de Rochelle: sus cargas forman un patrón ordenado a temperaturas más altas, pero se distribuyen al azar a temperaturas más bajas.
La compleja descripción teórica de Spin Glass es el tema del Premio Nobel de Física 2021. Comprender cómo funcionan estas gafas de espín también es importante para otras áreas de la ciencia.
Los khajetoorianos dijeron: "Si finalmente podemos simular el comportamiento de estos materiales, también puede inferir el comportamiento de una gran cantidad de otros materiales".
El comportamiento excéntrico potencial está relacionado con el concepto de degeneración: muchos estados diferentes tienen la misma energía y el sistema se frustra. La temperatura puede cambiar esta situación: solo existe un estado específico, lo que permite que el sistema ingrese explícitamente en un modo.
Este comportamiento extraño puede usarse en nuevos conceptos de almacenamiento de información o informática, como el cerebro como la informática.
Tiempo de publicación: agosto-05-2022
