Arsylwodd ymchwilwyr ymddygiad newydd rhyfedd pan gynheswyd deunydd magnetig. Pan fydd y tymheredd yn codi, mae'r troelli magnetig yn y deunydd hwn yn “rhewi” i fodd statig, sydd fel arfer yn digwydd pan fydd y tymheredd yn gostwng. Cyhoeddodd yr ymchwilwyr eu canfyddiadau yn y cyfnodolyn Nature Physics.
Daeth ymchwilwyr o hyd i'r ffenomen hon mewn deunyddiau neodymiwm. Ychydig flynyddoedd yn ôl, fe wnaethant ddisgrifio'r elfen hon fel “gwydr troelli hunan -ysgogedig”. Mae gwydr troelli fel arfer yn aloi metel, er enghraifft, mae atomau haearn yn cael eu cymysgu ar hap i grid o atomau copr. Mae pob atom haearn fel magnet bach, neu droelli. Mae'r troelli hyn sydd wedi'u gosod ar hap yn pwyntio i gyfeiriadau amrywiol.
Yn wahanol i sbectol troelli traddodiadol, sydd wedi'u cymysgu ar hap â deunyddiau magnetig, mae neodymiwm yn elfen. Yn absenoldeb unrhyw sylwedd arall, mae'n dangos ymddygiad gwydreiddiad ar ffurf grisial. Mae cylchdro yn ffurfio patrwm cylchdro fel troell, sy'n hap ac yn newid yn gyson.
Yn yr astudiaeth newydd hon, canfu ymchwilwyr, pan wnaethant gynhesu neodymiwm o -268 ° C i -265 ° C, bod ei sbin yn “rhewi” yn batrwm solet, gan ffurfio magnet ar dymheredd uwch. Wrth i'r deunydd oeri, mae'r patrwm troellog sy'n cylchdroi ar hap yn dychwelyd.
“Fel rheol, nid yw’r dull hwn o‘ rewi ’yn digwydd mewn deunyddiau magnetig,” meddai Alexander Khajetooriaid, athro microsgop stiliwr sganio ym Mhrifysgol Radboud yn yr Iseldiroedd.
Mae tymereddau uwch yn cynyddu egni mewn solidau, hylifau neu nwyon. Mae'r un peth yn berthnasol i magnetau: Ar dymheredd uwch, mae cylchdroi fel arfer yn dechrau crwydro.
Dywedodd Khajetooriaid, “Mae ymddygiad magnetig neodymiwm a welsom yn groes mewn gwirionedd yn groes i’r hyn sy’n digwydd yn“ normal ’.” “Mae hyn yn eithaf gwrth -reddfol, yn union fel mae dŵr yn troi’n rew wrth ei gynhesu.”
Nid yw'r ffenomen wrthgyferbyniol hon yn gyffredin ei natur - ychydig o ddeunyddiau y gwyddys eu bod yn ymddwyn yn y ffordd anghywir. Enghraifft adnabyddus arall yw halen Rochelle: mae ei daliadau'n ffurfio patrwm trefnus ar dymheredd uwch, ond fe'u dosbarthir ar hap ar dymheredd is.
Y disgrifiad damcaniaethol cymhleth o wydr troelli yw thema Gwobr Nobel 2021 mewn Ffiseg. Mae deall sut mae'r sbectol troelli hyn yn gweithio hefyd yn bwysig ar gyfer meysydd gwyddoniaeth eraill.
Dywedodd Khajetooriaid, “Os gallwn efelychu ymddygiad y deunyddiau hyn o’r diwedd, gall hefyd gasglu ymddygiad nifer fawr o ddeunyddiau eraill.”
Mae ymddygiad ecsentrig posibl yn gysylltiedig â'r cysyniad o ddirywiad: mae gan lawer o wahanol daleithiau yr un egni, ac mae'r system yn dod yn rhwystredig. Gall tymheredd newid y sefyllfa hon: Dim ond gwladwriaeth benodol sy'n bodoli, gan ganiatáu i'r system fynd i mewn i fodd yn benodol.
Gellir defnyddio'r ymddygiad rhyfedd hwn mewn cysyniadau storio gwybodaeth neu gyfrifiadura newydd, fel ymennydd fel cyfrifiadura.
Amser Post: Awst-05-2022
