لاحظ الباحثون سلوكًا جديدًا غريبًا عندما تم تسخين مادة مغناطيسية. عندما ترتفع درجة الحرارة ، تدور المغناطيسي في هذه المادة "تجمد" في وضع ثابت ، والذي يحدث عادة عندما تنخفض درجة الحرارة. نشر الباحثون نتائجهم في مجلة Nature Physics.
وجد الباحثون هذه الظاهرة في مواد النيوديميوم. قبل بضع سنوات ، وصفوا هذا العنصر بأنه "زجاج الدوران الناجم عن نفسه". عادةً ما يكون زجاج الدوران سبيكة معدنية ، على سبيل المثال ، يتم خلط ذرات الحديد بشكل عشوائي في شبكة من ذرات النحاس. كل ذرة حديدية مثل مغناطيس صغير ، أو تدور. هذه الدورات الموضوعة عشوائيا نقطة في اتجاهات مختلفة.
على عكس نظارات الدوران التقليدية ، التي يتم خلطها عشوائيًا بالمواد المغناطيسية ، يعد النيوديميوم عنصرًا. في حالة عدم وجود أي مادة أخرى ، يظهر سلوك التقييم في شكل بلوري. يشكل الدوران نمطًا من الدوران مثل دوامة ، وهو عشوائي ويتغير باستمرار.
في هذه الدراسة الجديدة ، وجد الباحثون أنه عندما يسخنون النيوديميوم من -268 درجة مئوية إلى -265 درجة مئوية ، فإن تدور "مجمدة" إلى نمط صلب ، ويشكل مغناطيسًا عند درجة حرارة أعلى. كما تبرد المادة ، يعود النمط الحلزوني الدوارة عشوائيا.
وقال ألكساندر خاجيتورانز ، أستاذ مجهر المسح الضوئي بجامعة رادبود في هولندا: "لا يحدث هذا النمط من" التجميد "عادة في المواد المغناطيسية".
درجات الحرارة الأعلى تزيد من الطاقة في المواد الصلبة أو السوائل أو الغازات. الأمر نفسه ينطبق على المغناطيس: في درجات حرارة أعلى ، عادة ما يبدأ الدوران في التمايل.
قال خاجيتورانز ، "السلوك المغناطيسي للنيوديميوم الذي لاحظناه في الواقع يتعارض مع ما يحدث" بشكل طبيعي ". "هذا أمر بديهي تمامًا ، تمامًا مثل الماء يتحول إلى الجليد عند تسخينه."
هذه الظاهرة غير البديهية ليست شائعة في الطبيعة - من المعروف أن عدد قليل من المواد تتصرف بطريقة خاطئة. مثال آخر معروف هو Rochelle Salt: تشكل رسومه نمطًا مرتبة في درجات حرارة أعلى ، ولكن يتم توزيعها بشكل عشوائي في درجات حرارة أقل.
الوصف النظري المعقد لزجاج الدوران هو موضوع جائزة نوبل 2021 في الفيزياء. إن فهم كيفية عمل نظارات الدوران هذه أمر مهم أيضًا لمجالات العلوم الأخرى.
قال خاجيتورانز ، "إذا استطعنا أخيرًا محاكاة سلوك هذه المواد ، فيمكنه أيضًا استنتاج سلوك عدد كبير من المواد الأخرى."
يرتبط السلوك غريب الأطوار المحتمل بمفهوم الانحطاط: العديد من الدول المختلفة لها نفس الطاقة ، ويصبح النظام محبطًا. يمكن أن تغير درجة الحرارة هذا الموقف: توجد حالة معينة فقط ، مما يسمح للنظام بدخول وضع ما بشكل صريح.
يمكن استخدام هذا السلوك الغريب في مفاهيم تخزين المعلومات أو الحوسبة الجديدة ، مثل الدماغ مثل الحوسبة.
وقت النشر: Aug-05-2022
