شکل تازه ای از مغناطیس کشف شد
راستابلاگ: دانشمندان شکل جدیدی از مغناطیس به نام دگرمغناطیس(altermagnetism) را کشف کردند.
به گزارش راستابلاگ به نقل از ایسنا، دانشمندان موسسه سوئیسی «پل شرر»(Paul Scherrer Institut) وجود نوع جدیدی از مغناطیس را تایید نموده اند. بگفته آنها دگرمغناطیس یا آلترمغناطیس را می توان در مواد روزمره یافت و می تواند کاربردهای فناورانه گسترده ای داشته باشد.
به نقل از ان ای، آشناترین شکل مغناطیس که همان رایج ترین نوع آنست که از آن برای چسباندن اشکال مختلف به درب یخچال استفاده می نماییم، فرومغناطیس(ferromagnetism) نامیده می شود. این اثر زمانی ایجاد می شود که اسپین های الکترون های موجود در ماده همه در یک جهت بچرخند.
فرومغناطیس به پدیده ی ایجاد گشتاور مغناطیسی موازی در اثر برهم کنش تبادلی در دماهای پایین تر از نقطه بحرانی گفته می شود. موادی که این خاصیت را داشته باشند، فرومگنت نامیده می شوند. این مواد می توانند در نبود میدان خارجی، مغناطش خودبخودی(Ms) غیر صفر داشته باشند. این مقدار در دمای صفر مطلق به بیشترین میزان خود و در دمای کوری به صفر می رسد.
یکی دیگر از شاخه های اصلی مغناطیس به نام ضدفرومغناطیس(antiferromagnetism) شناخته می شود که وقتی الکترون ها در راستای مقابل و یک در بین نسبت به همسایگان خود می چرخند، به وجود می آید.
ضدفرومغناطیس پدیده ای است که غالباً و برخلاف فرومغناطیس، زمانی مصداق پیدا می کند که الگوهای منظم مغناطیس در راستای های مخالف یکدیگر قرار بگیرند. الکترون ها برمبنای پدیده اسپین علاوه بر چرخش به دور هسته اتم، حول محور خود نیز چرخش می کنند. بطور کلی نظم ضدفرومغناطیسی تنها ممکنست در دمای اندک وجود داشته باشد، اما در دمای انتظام مغناطیسی و بالاتر از آن این اثر ناپایدار و سپس ناپدید می شود. ماده فراتر از انتظام مغناطیسی بطور معمول از نوع پارامغناطیس است.
اشکال دیگر مغناطیس عبارتند از دیامغناطیس(diamagnetism)، پارامغناطیس(paramagnetism) و فری مغناطیس(ferrimagnetism) که همگی از مکانیسم های متفاوتی زاده می شوند.
اکنون شکل بطورکامل جدیدی از مغناطیس کشف شده است که آنرا دگرمغناطیس لقب داده اند و دارای ترکیبی عجیب از خواص انواع دیگر این پدیده است.
در دگرمغناطیس الکترون ها در راستای های متناوب مانند ضدفرومغناطیس می چرخند که به این معنا است که مغناطیسی تولید نمی کنند، اما باندهای انرژی این ماده دارای چرخش متناوب از باندهای همسایه هستند.
دگرمغناطیس برای نخستین بار در سال ۲۰۱۹ پیش بینی شد، اما حالا در آزمایش هایی در سینکروترون منبع نور سوئیس(SLS) تأیید شده است.
ماده دگرمغناطیسی اولیه، تلورید منگنز است که مدت هاست به عنوان یک ضد فرومغناطیس در نظر گرفته می شود، برای اینکه اسپین های الکترون آن در راستای مخالف هستند و خاصیت مغناطیسی خالص ندارند.
اما در این مورد، پژوهشگران با بهره گیری از پرتوی ایکس از نزدیک تر نگاه کردند و متوجه شدند که باندهای الکترونیکی آن به حالت های چرخشی مختلف تقسیم می شوند که یکی از خاصیت های پیش بینی شده دگرمغناطیس ها است.
در صورتیکه سایر اشکال فرعی و جدید مغناطیس در سالهای اخیر کشف شده اند، دگرمغناطیس شاید گسترده ترین جدیدالورود باشد و می تواند مفیدترین کاربردها را مانند ابررسانایی و یک حوزه نوظهور علم به نام اسپینترونیک داشته باشد.
در الکترونیک، اطلاعات در بار الکترون ها کدگذاری می شود، اما اسپینترونیک نیز داده ها را در اسپین خود رمزگذاری می کند. فرومغناطیس ها به طور معمول بهترین خواص را برای آزمایش های اسپینترونیک دارند، اما میدان مغناطیسی که تولید می کنند می تواند با الکترون های همسایه تداخل بوجود آورد.
خوشبختانه ضد فرومغناطیس ها مغناطیس خالص ندارند، بدین سبب مقیاس پذیری و کارآمدی آنها آسان تر است، اما آنها همین طور دارای اثرات اسپین ضعیف تری برای رمزگذاری داده ها هستند.
با این وجود، مواد دگرمغناطیس می توانند بهترین های هر دو را عرضه کنند. آنها اثرات اسپین قدرتمندی دارند، اما بدون خاصیت مغناطیسی خالص هستند. مدت ها تصور می شد که چنین ترکیبی نا ممکن باشد.
توماش جانگ ویرث پژوهشگر ارشد این مطالعه اظهار داشت: دگرمغناطیس در حقیقت چیز بسیار پیچیده ای نیست و چیزی بطورکامل اساسی است که برای چندین دهه جلوی چشمان ما بود اما به آن توجه نشده بود. این چیزی نیست که فقط در چند ماده مبهم وجود داشته باشد، بلکه در خیلی از بلورهایی که مردم بسادگی در اختیار دارند، وجود دارد. به این معنا، حالا که ما آنرا آشکار کرده ایم، خیلی از مردم در سرتاسر جهان می توانند روی آن کار کنند و پتانسیل تأثیرگذاری گسترده ای را در اختیار خواهند داشت.
این پژوهش در مجله Nature انتشار یافته است.
منبع: rastablog.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب