అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద నియోడైమియం 'ఫ్రీజెస్'

అయస్కాంత పదార్థం వేడిచేసినప్పుడు పరిశోధకులు ఒక వింత కొత్త ప్రవర్తనను గమనించారు. ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, ఈ పదార్థంలోని అయస్కాంత స్పిన్ స్టాటిక్ మోడ్‌లోకి “స్తంభింపజేస్తుంది”, ఇది సాధారణంగా ఉష్ణోగ్రత పడిపోయినప్పుడు సంభవిస్తుంది. పరిశోధకులు నేచర్ ఫిజిక్స్ జర్నల్‌లో తమ ఫలితాలను ప్రచురించారు.

పరిశోధకులు ఈ దృగ్విషయాన్ని నియోడైమియం పదార్థాలలో కనుగొన్నారు. కొన్ని సంవత్సరాల క్రితం, వారు ఈ మూలకాన్ని "స్వీయ ప్రేరిత స్పిన్ గ్లాస్" గా అభివర్ణించారు. స్పిన్ గ్లాస్ సాధారణంగా ఒక లోహ మిశ్రమం, ఉదాహరణకు, ఇనుప అణువులను యాదృచ్ఛికంగా రాగి అణువుల గ్రిడ్‌లో కలుపుతారు. ప్రతి ఇనుప అణువు ఒక చిన్న అయస్కాంతం లేదా స్పిన్ లాంటిది. ఈ యాదృచ్ఛికంగా ఉంచిన స్పిన్స్ పాయింట్ వివిధ దిశలలో.

సాంప్రదాయ స్పిన్ గ్లాసుల మాదిరిగా కాకుండా, అయస్కాంత పదార్థాలతో యాదృచ్చికంగా కలిపారు, నియోడైమియం ఒక మూలకం. ఇతర పదార్ధం లేనప్పుడు, ఇది క్రిస్టల్ రూపంలో విట్రిఫికేషన్ యొక్క ప్రవర్తనను చూపుతుంది. భ్రమణం మురి వంటి భ్రమణ నమూనాను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది యాదృచ్ఛికంగా మరియు నిరంతరం మారుతుంది.

ఈ కొత్త అధ్యయనంలో, పరిశోధకులు -268 ° C నుండి -265 ° C వరకు నియోడైమియంను వేడి చేసినప్పుడు, దాని స్పిన్ “స్తంభింపచేసిన” ఘన నమూనాలోకి, అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద అయస్కాంతాన్ని ఏర్పరుస్తుందని కనుగొన్నారు. పదార్థం చల్లబడినప్పుడు, యాదృచ్ఛికంగా తిరిగే మురి నమూనా తిరిగి వస్తుంది.

"ఈ 'గడ్డకట్టే' మోడ్ సాధారణంగా అయస్కాంత పదార్థాలలో జరగదు" అని నెదర్లాండ్స్‌లోని రాడ్‌బౌడ్ విశ్వవిద్యాలయంలో స్కానింగ్ ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్ ప్రొఫెసర్ అలెగ్జాండర్ ఖాజెటూరియన్లు చెప్పారు.

అధిక ఉష్ణోగ్రతలు ఘనపదార్థాలు, ద్రవాలు లేదా వాయువులలో శక్తిని పెంచుతాయి. అయస్కాంతాలకు కూడా ఇది వర్తిస్తుంది: అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, భ్రమణం సాధారణంగా చలించడం ప్రారంభిస్తుంది.

ఖాజెటూరియన్లు ఇలా అన్నారు, "మేము గమనించిన నియోడైమియం యొక్క అయస్కాంత ప్రవర్తన వాస్తవానికి 'సాధారణంగా' ఏమి జరుగుతుందో దానికి విరుద్ధం." "వేడిచేసినప్పుడు నీరు మంచుగా మారినట్లే ఇది చాలా కౌంటర్ సహజమైనది."

ఈ ప్రతికూల దృగ్విషయం ప్రకృతిలో సాధారణం కాదు - కొన్ని పదార్థాలు తప్పు మార్గంలో ప్రవర్తిస్తాయి. మరొక ప్రసిద్ధ ఉదాహరణ రోషెల్ ఉప్పు: దీని ఛార్జీలు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఆర్డర్ చేసిన నమూనాను ఏర్పరుస్తాయి, కానీ యాదృచ్ఛికంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పంపిణీ చేయబడతాయి.

స్పిన్ గ్లాస్ యొక్క సంక్లిష్ట సైద్ధాంతిక వర్ణన భౌతిక శాస్త్రంలో 2021 నోబెల్ బహుమతి యొక్క ఇతివృత్తం. ఈ స్పిన్ గ్లాసెస్ ఎలా పని చేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడం కూడా సైన్స్ యొక్క ఇతర రంగాలకు ముఖ్యమైనది.

ఖాజెటూరియన్లు ఇలా అన్నారు, "మేము చివరకు ఈ పదార్థాల ప్రవర్తనను అనుకరించగలిగితే, ఇది పెద్ద సంఖ్యలో ఇతర పదార్థాల ప్రవర్తనను కూడా er హించవచ్చు."

సంభావ్య అసాధారణ ప్రవర్తన క్షీణత యొక్క భావనకు సంబంధించినది: అనేక వేర్వేరు రాష్ట్రాలు ఒకే శక్తిని కలిగి ఉంటాయి మరియు వ్యవస్థ నిరాశ చెందుతుంది. ఉష్ణోగ్రత ఈ పరిస్థితిని మార్చగలదు: ఒక నిర్దిష్ట స్థితి మాత్రమే ఉంది, ఇది సిస్టమ్‌ను మోడ్‌లోకి స్పష్టంగా ప్రవేశించడానికి అనుమతిస్తుంది.

ఈ వింత ప్రవర్తన కొత్త సమాచార నిల్వ లేదా కంప్యూటింగ్ వంటి మెదడు వంటి కంప్యూటింగ్ భావనలలో ఉపయోగించబడుతుంది.