"Tek mıknatıs" bulundu! Fizikçiler uranyum bileşiklerinde yeni bir mıknatıs keşfetti!
Brocade Garden: Bu makale fizik içindir
Fizikçiler uranyum bileşiklerinde yeni bir mıknatıs keşfetti! Bu bileşiğe USb2 (bir uranyum ve antimon bileşiği) denir, Sözde "tek mıknatıs" Onun yeniliği, manyetizma üretme şeklinin bilim adamlarının bildiği diğer mıknatıslardan tamamen farklı olmasıdır. Elektronlar negatif yüklü parçacıklardır ve kendi küçük manyetik alanlarını üretirler. Bu alanlar, spinin kuantum mekaniksel özelliklerinin sonucu olan bir "Kuzey" kutbuna ve bir "Güney" kutbuna sahiptir. Çoğu nesnede, bu manyetik alanlar rastgele yönlere işaret eder ve birbirini iptal eder. (Bu yüzden vücudunuz büyük bir mıknatıs değildir.) Ancak bazı malzemelerde bu alanlar hizalıdır. Bu olduğunda, bir yığın demir eğeyi hareket ettirmeye veya pusulayı kuzeye yönlendirmeye yetecek kadar güçlü bir manyetik alan oluşturacaklar. Buzdolabınız ve MRI makinenizdeki mıknatıslardan dünyanın kendi manyetizmasına kadar evrendeki bilinen neredeyse tüm mıknatıslar böyledir.
Park Biliminin Popülerleştirilmesini Kırdı: Ancak, tek çipli mikrobilgisayarı temel alan yeni keşfedilen mıknatıs mekanizması tamamen farklı. Diğer birçok madde gibi, USb2'deki elektronlar da manyetik alanı aynı yöne çevirme eğiliminde değildir, bu nedenle birleşik manyetik alan güçleri yoluyla manyetizma üretemezler. Bununla birlikte, USb2'deki elektronlar, "spin eksitonları" adı verilen kuantum mekanik nesneler oluşturmak için birlikte çalışabilir. Spin eksitonları, fizik ve kimya derslerinde öğrendiğiniz sıradan parçacıklara benzemez: elektronlar, protonlar, nötronlar, fotonlar vb. Bekle. Aksine, bunlar yarı parçacıklardır.Evrenimizde, bu parçacıklar ayrı nesneler değildir, ancak bir grup fiziksel parçacık birlikte garip şekillerde çalışmaya başladığında, böyle davranırlar. Spin eksitonları elektron gruplarının etkileşiminden gelir ve oluştuklarında bir manyetik alan oluşur.
- Halka mıknatıs ve manyetik alanı etrafında demir parçaları toplanır. Fotoğraf: Lawrence Lawry / Getty Images
USb2'nin keşfinden sorumlu araştırmacılar tarafından yayınlanan bir açıklamaya göre, fizikçiler uzun zamandır spin eksiton gruplarının aynı yönde manyetik alanlarla birlikte kümelenebileceğinden şüphelendiler. Bu etkiye "tek bir manyetik kuvvete dayalı" diyorlar. Bu fenomenin daha önce ultra soğuk bir deney ortamında kısa ve kırılgan bir flaş olduğu kanıtlanmıştı ve ultra soğuk bir deney ortamında, kuantum mekaniğinin garip fiziksel fenomeni genellikle daha belirgindir.Şimdi, fizikçiler bunu ilk kez kanıtladılar. Bu tür bir mıknatıs, aşırı soğuk ortamın dışında kararlı bir şekilde var olabilir. Araştırmacılar, Nature Communications'da 7 Şubat 2019'da yayınlanan bir makalede şunları ifade etti: USb2 adlı bu bileşikte, bir anda manyetik bir alan oluşuyor ve ardından neredeyse aynı hızla yok oluyor.
- Tekli bir mıknatısta manyetik alan, çok sayıda düzensiz manyetik alanın ani düzenlenmesiyle değil, parçacıklarda yeni bir manyetik alan oluştuğu için oluşur. Resim: Lin Miao, NYU Fizik Bölümü
Normal koşullar altında, demir çubuktaki manyetik momentler kademeli olarak hizalanır ve manyetize ve manyetize olmayan durumlar arasında belirgin bir geçiş yoktur. Tek bir mıknatısta, durumlar arasındaki atlama daha şiddetli. Spin eksitonları genellikle bir araya geldiklerinde kararlı hale gelen geçici nesnelerdir. Bu kümeler oluştuğunda, kademeli hale gelmeye başlarlar. Tıpkı düşen bir domino gibi, spin ekskiytonları hızla ve birdenbire tüm maddeyi doldurur ve birbirleriyle hizalanır. Bu, USb2'de olan şeydir.Araştırmacılar açıklamada şunları yazdı: Mıknatıslanmış ve mıknatıslanmamış durumlar arasında tersine çevirmek, sıradan mıknatıslardan çok daha kolaydır. Pek çok bilgisayarın bilgi depolamak için mıknatısları ileri geri değiştirmeye dayandığı göz önüne alındığında, tek parça tabanlı cihazlar bir gün geleneksel mıknatıs kurulumlarından daha verimli çalışabilir!
Boke Park-Bilim Popülerleştirme Referans Süreli Edebiyat: "Doğa İletişimi"
Metin: Rafi Letzter / Live Science
DOI: 10.1038 / s41467-019-08497-3
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
