Los investigadores observaron un nuevo comportamiento extraño cuando se calentaba un material magnético.Cuando la temperatura aumenta, el giro magnético de este material se "congela" en un modo estático, lo que suele ocurrir cuando la temperatura baja.Los investigadores publicaron sus hallazgos en la revista Nature Physics.
Los investigadores encontraron este fenómeno en materiales de neodimio.Hace unos años describieron este elemento como “vidrio giratorio autoinducido”.El vidrio giratorio suele ser una aleación de metal; por ejemplo, los átomos de hierro se mezclan aleatoriamente en una red de átomos de cobre.Cada átomo de hierro es como un pequeño imán o espín.Estos giros colocados aleatoriamente apuntan en varias direcciones.
A diferencia de los vasos giratorios tradicionales, que se mezclan aleatoriamente con materiales magnéticos, el neodimio es un elemento.En ausencia de cualquier otra sustancia, muestra el comportamiento de vitrificación en forma cristalina.La rotación forma un patrón de rotación como una espiral, que es aleatorio y cambia constantemente.
En este nuevo estudio, los investigadores descubrieron que cuando calentaban neodimio de -268 °C a -265 °C, su giro se "congelaba" en un patrón sólido, formando un imán a una temperatura más alta.A medida que el material se enfría, regresa el patrón en espiral que gira aleatoriamente.
"Este modo de 'congelación' generalmente no ocurre en materiales magnéticos", dijo Alexander Khajetoorians, profesor de microscopio de sonda de barrido 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 suele empezar a tambalearse.
Los habitantes de Khajetoor dijeron que "el comportamiento magnético del neodimio que observamos es en realidad contrario a lo que sucede 'normalmente'"."Esto es bastante contrario a la intuición, al igual que el agua se convierte en hielo cuando se calienta".
Este fenómeno contraintuitivo no es común en la naturaleza: 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 aleatoriamente a temperaturas más bajas.
La compleja descripción teórica del vidrio giratorio es el tema del Premio Nobel de Física 2021.Comprender cómo funcionan estos vasos giratorios también es importante para otras áreas de la ciencia.
Khajetoorians dijo: "Si finalmente podemos simular el comportamiento de estos materiales, también podremos inferir el comportamiento de una gran cantidad de otros materiales".
El posible comportamiento excéntrico 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 que permite al sistema ingresar explícitamente a un modo.
Este extraño comportamiento puede utilizarse en nuevos conceptos informáticos o de almacenamiento de información, como la informática similar al cerebro.
Hora de publicación: 05-ago-2022
