Vova Krasen
0 
4301
1281
Forskere har opdaget en helt ny type magnet, der gemmer sig i en uranforbindelse.
Forbindelsen, USb2 (en forbindelse af uran og antimon), en såkaldt "singlet-baseret" magnet, er ny, idet den genererer magnetisme på en helt anden måde end nogen anden magnet, der er kendt af forskere.
Elektroner, som er negativt ladede partikler, genererer deres egne små magnetiske felter. Disse felter har en "nord" og "syd" pol, en konsekvens af en kvantemekanisk egenskab kaldet spin. I de fleste objekter peger disse magnetfelter i tilfældige retninger og annullerer hinanden. (Dette er grunden til, at din krop ikke er en kæmpe magnet.) Men i visse materialer bliver disse felter på linje. Når det sker, skaber de et magnetfelt, der er kraftigt nok til for eksempel at bevæge en bunke jern arkivering rundt eller få et kompas til at pege nord.
Næsten hver kendt magnet i universet fungerer på denne måde, fra dem på dit køleskab og din MRI-maskine til selve magneten på planeten Jorden. [7 Strange Facts About Quarks]
Men den nyligt opdagede singlet-baserede magnet fungerer på en helt anden måde.
USb2 er som mange andre stoffer, idet elektronerne deri ikke har en tendens til at pege deres magnetfelter i samme retning, så de ikke kan generere magnetisme gennem deres kombinerede magnetfeltstyrke.
Elektronerne i USb2 kan imidlertid arbejde sammen om at danne kvantemekaniske objekter kaldet "spin excitons."
Spin excitons er ikke som de normale partikler, du lærte om i fysik og kemi klasse: elektroner, protoner, neutroner, fotoner osv. I stedet for er de kvasipartikler, partikler, der ikke er adskilte genstande i vores univers, men fungerer som de er.
Spin excitons kommer ud fra interaktioner fra grupper af elektroner, og når de dannes, dannes et magnetfelt.
Ifølge en erklæring fra de forskere, der var ansvarlige for USb2-opdagelsen, havde fysikere længe mistænkt, at grupper af spin-excitons muligvis klynger sig sammen med deres magnetiske felter orienteret på samme måde. De kaldte effekten "singlet-baseret" magnetisme. Fænomenet blev tidligere bevist i korte, skrøbelige blink i eksperimentelle omgivelser med ultrakaldt lys, hvor kvantemekanikens underlige fysik ofte er mere udtalt.
Nu har fysikere vist for første gang, at denne type magnet kan eksistere på en stabil måde uden for supercool miljøer.
I forbindelsen USb2 dannes magnetiske felter i en flash og forsvinder næsten lige så hurtigt, rapporterede forskerne i et papir, der blev offentliggjort 7. februar i tidsskriftet Nature Communications.
Under normale omstændigheder justeres de magnetiske øjeblikke i en jernstang gradvis uden skarpe overgange mellem magnetiserede og umagnetiserede tilstande. I en singlet-baseret magnet er hoppet mellem tilstande skarpere. Spin excitons, normalt midlertidige genstande, bliver stabile, når de klynges sammen. Og når disse klynger dannes, starter de en kaskade. Ligesom dominoer der falder på plads, fylder spin excitons hele stoffet meget hurtigt og pludseligt og justeres med hinanden.
Det er, hvad der ser ud til at ske i USb2.
Fordelen ved denne slags magnet, skrev forskerne i deres erklæring, er, at den vipper mellem magnetiserede og umagnetiserede tilstande meget lettere end normale magneter. I betragtning af at mange computere er afhængige af at skifte magneter frem og tilbage for at gemme information, er det muligt, at singlet-baserede enheder en dag kunne køre meget mere effektivt end konventionelle magnetiske opsætninger.
- De 9 største uopløste mysterier i fysik
- Hvad er det? Dine fysiske spørgsmål besvaret
- Twisted Physics: 7 Mind-Blowing Findings
Oprindeligt offentliggjort den .