Os pesquisadores observaram um novo comportamento estranho quando um material magnético foi aquecido.Quando a temperatura aumenta, o spin magnético deste material “congela” em modo estático, o que geralmente ocorre quando a temperatura cai.Os pesquisadores publicaram suas descobertas na revista Nature Physics.
Os pesquisadores encontraram esse fenômeno em materiais de neodímio.Há alguns anos, eles descreveram este elemento como “vidro de spin auto-induzido”.O vidro giratório é geralmente uma liga metálica, por exemplo, átomos de ferro são misturados aleatoriamente em uma grade de átomos de cobre.Cada átomo de ferro é como um pequeno ímã, ou spin.Esses giros colocados aleatoriamente apontam em várias direções.
Ao contrário dos vidros giratórios tradicionais, que são misturados aleatoriamente com materiais magnéticos, o neodímio é um elemento.Na ausência de qualquer outra substância, apresenta comportamento de vitrificação em forma cristalina.A rotação forma um padrão de rotação semelhante a uma espiral, que é aleatório e muda constantemente.
Neste novo estudo, os pesquisadores descobriram que quando aqueceram o neodímio de -268°C a -265°C, seu spin “congelou” em um padrão sólido, formando um ímã em uma temperatura mais alta.À medida que o material esfria, o padrão espiral giratório aleatoriamente retorna.
“Este modo de 'congelamento' geralmente não ocorre em materiais magnéticos”, disse Alexander khajetoorians, professor de microscópio de varredura por sonda na Universidade Radboud, na Holanda.
Temperaturas mais altas aumentam a energia em sólidos, líquidos ou gases.O mesmo se aplica aos ímãs: em temperaturas mais altas, a rotação geralmente começa a oscilar.
Os Khajetoorians disseram que “o comportamento magnético do neodímio que observamos é na verdade contrário ao que acontece 'normalmente'.”“Isso é bastante contra-intuitivo, assim como a água se transforma em gelo quando aquecida.”
Este fenómeno contra-intuitivo não é comum na natureza – sabe-se que poucos materiais se comportam de forma errada.Outro exemplo bem conhecido é o sal de Rochelle: suas cargas formam um padrão ordenado em temperaturas mais altas, mas são distribuídas aleatoriamente em temperaturas mais baixas.
A complexa descrição teórica do spin glass é o tema do Prêmio Nobel de Física de 2021.Compreender como funcionam esses óculos giratórios também é importante para outras áreas da ciência.
Khajetoorians disseram: “se pudermos finalmente simular o comportamento desses materiais, também poderemos inferir o comportamento de um grande número de outros materiais”.
O comportamento excêntrico potencial está relacionado ao conceito de degeneração: muitos estados diferentes têm a mesma energia e o sistema fica frustrado.A temperatura pode alterar esta situação: existe apenas um estado específico, permitindo ao sistema entrar explicitamente num modo.
Esse comportamento estranho pode ser usado em novos conceitos de armazenamento ou computação de informações, como a computação semelhante ao cérebro.
Horário da postagem: 05 de agosto de 2022
