Sylwodd ymchwilwyr ar ymddygiad newydd rhyfedd pan gafodd deunydd magnetig ei gynhesu.Pan fydd y tymheredd yn codi, mae'r troelliad magnetig yn y deunydd hwn yn “rhewi” i ddull statig, sydd fel arfer yn digwydd pan fydd y tymheredd yn gostwng.Cyhoeddodd yr ymchwilwyr eu canfyddiadau yn y cyfnodolyn Nature Physics.
Canfu ymchwilwyr y ffenomen hon mewn deunyddiau neodymium.Ychydig flynyddoedd yn ôl, disgrifiwyd yr elfen hon fel “gwydr troelli hunanysgogol”.Mae gwydr sbin fel arfer yn aloi metel, er enghraifft, mae atomau haearn yn cael eu cymysgu ar hap i mewn i grid o atomau copr.Mae pob atom haearn fel magnet bach, neu sbin.Mae'r troelli hyn a osodir ar hap yn pwyntio i wahanol gyfeiriadau.
Yn wahanol i sbectol sbin traddodiadol, sy'n cael eu cymysgu ar hap â deunyddiau magnetig, mae neodymium yn elfen.Yn absenoldeb unrhyw sylwedd arall, mae'n dangos ymddygiad gwydriad ar ffurf grisial.Mae cylchdroi yn ffurfio patrwm o gylchdroi fel troellog, sy'n hap ac yn newid yn gyson.
Yn yr astudiaeth newydd hon, canfu ymchwilwyr, pan oeddent yn gwresogi neodymium o -268 ° C i -265 ° C, bod ei sbin wedi “rhewi” i batrwm solet, gan ffurfio magnet ar dymheredd uwch.Wrth i'r deunydd oeri, mae'r patrwm troellog cylchdroi ar hap yn dychwelyd.
“Nid yw’r dull hwn o ‘rewi’ fel arfer yn digwydd mewn deunyddiau magnetig,” meddai Alexander khajetoorians, athro microsgop archwilio 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 siglo.
Dywedodd Khajetoorians, “mae ymddygiad magnetig neodymium a welsom mewn gwirionedd yn groes i’r hyn sy’n digwydd ‘fel arfer’.”“Mae hyn yn eithaf gwrth-reddfol, yn union fel mae dŵr yn troi’n iâ pan gaiff ei gynhesu.”
Nid yw'r ffenomen wrthreddfol hon yn gyffredin mewn natur - ychydig o ddeunyddiau y gwyddys eu bod yn ymddwyn yn anghywir.Enghraifft adnabyddus arall yw halen Rochelle: mae ei wefriadau yn ffurfio patrwm trefnus ar dymheredd uwch, ond yn cael eu dosbarthu 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 sbin hyn yn gweithio hefyd yn bwysig ar gyfer meysydd gwyddoniaeth eraill.
Dywedodd Khajetoorians, “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 mynd yn rhwystredig.Gall tymheredd newid y sefyllfa hon: dim ond cyflwr penodol sy'n bodoli, gan ganiatáu i'r system fynd i mewn i fodd yn benodol.
Gellir defnyddio'r ymddygiad rhyfedd hwn mewn storio gwybodaeth newydd neu gysyniadau cyfrifiadurol, megis cyfrifiadura fel ymennydd.
Amser postio: Awst-05-2022
