مشاهده مغناطیس تک بعدی نادر در یک ترکیب فلزی
کنکوری: به گزارش کنکوری، در یک شگفتی کوانتومی، مغناطیس تک بُعدی نادر در یک ترکیب فلزی مشاهده شد که مشاهده این رویداد در فلزات می تواند منجر به کشف دسته جدیدی از مواد کوانتومی شود.
به گزارش کنکوری به نقل از ایسنا، دانشمندان تاکنون فقط از وجود عایق هایی با خاصیت مغناطیسی تک بُعدی آگاه بودند. با این وجود، تعدادی از پژوهشگران اخیرا مغناطیس تک بعدی منحصر به فردی را در ترکیب فلزی Ti4MnBi2 مشاهده کرده اند.
به نقل از آی ای، میگان آرونسون(Meigan Aronson)، یکی از محققان و استاد مؤسسه ماده کوانتومی بلوسون(UBC Blusson QMI) می گوید: ما وجود یک کلاس جدید از مواد کوانتومی را ثابت کردیم که هم فلزی و هم آهنربای یک بُعدی، با جفت شدن قوی بین گشتاورهای مغناطیسی و میزبان فلزی آنها هستند.
این یافته ها همینطور شواهدی از یک «فضای حالت» عرضه می دهند؛ مفهومی که در فیزیک برای توصیف همه حالت های ممکن یک سامانه استفاده می شود. این مانند نقشه ای است که در آن هر نقطه، ترکیبی منحصر به فرد از متغیرهای سامانه مانند موقعیت و تکانه را نشان داده است.
مغناطیس تک بعدی در یک فلز
ترکیب فلزی Ti4MnBi2 تنها دومین ماده فلزی شناخته شده با مغناطیس تک بعدی اثبات شده است. نام ترکیب فلزی دیگر، Yb2Pt2Pb است.
ترکیب فلزی Ti4MnBi2 همینطور نخستین ماده ای است که مغناطیس آن بشدت با ماهیت فلزی آن مرتبط می باشد و آنرا واقعا منحصر به فرد می کند.
نویسندگان این مطالعه زنجیره های اسپین را در Ti4MnBi2 مورد مطالعه قرار دادند. زنجیره اسپین مانند یک مجموعه آهنرباهای ریز است که طوری چیده شده اند که به سادگی می توانند بر یکدیگر تاثیر بگذارند.
محققان از پراکندگی نوترون، همراه با شبیه سازی های کامپیوتری پیشرفته استفاده کردند و دریافتند که Ti4MnBi2 ماده کمیابی است که با نوع خاصی از مدل مطابقت دارد.
وقتی صحبت از مواد سه بعدی می شود، آنها ساختارهای مرتبی را در دماهای پایین می سازند. با این وجود، سامانه هایی مانند Ti4MnBi2 تحت تسلط نوسانات کوانتومی هستند، ازاین رو در یک ساختار ثابت قرار نمی گیرند.
در مدل ویژه، اسپین ها در Ti₄MnBi₂ در الگوهای ساده قرار نمی گیرند، چونکه تعاملات آنها نامرتب است و آنها بگونه ای رقابت می کنند که از هم ترازی آسان جلوگیری می کند.
این امر، حالت های مغناطیسی پیچیده ای بوجود می آورد که فقط در دمای صفر مطلق وجود دارند و مغناطیس تک بعدی در یک ترکیب فلزی را تایید می کنند.
آرونسون توضیح داد: با اثبات وجود این حد وسط، Ti4MnBi2 گام مهمی در جهت ایجاد یک چشم انداز کوانتومی وسیع برای اکتشاف عرضه می دهد و امکان دارد مطابقت عالی بین آزمایش و نظریه محاسباتی که ما نشان داده ایم، بعنوان معیاری برای شبیه سازی کوانتومی عمل کند.
پنجره ای به سمت احتمالات کوانتومی جدید
نتایج حاصل از این مطالعه می تواند نه تنها یک کاربرد، بلکه نتایج گسترده ای داشته باشد. برای نمونه، داده های پراکندگی نوترونی می تواند به مقایسه نتایج دنیای واقعی با مدلهای نظری مختلف درهم تنیدگی کوانتومی که یک مفهوم کلیدی در فناوری های کوانتومی است، کمک نماید.
علاوه بر این، موادی مانند Ti₄MnBi₂ می توانند دستگاه هایی با حافظه سریع تر و کارآمدتر را محقق کنند، چونکه می توانند منجر به پیشرفت در اسپینترونیک (فناوری استفاده کننده از اسپین های الکترون برای پردازش داده ها) شوند.
آلبرتو نوسرا(Alberto Nocera)، یکی از نویسندگان این مطالعه می گوید: کار ما یک بستر آزمایشی ایده آل برای نمایش مزیت های کوانتومی در قالب شبیه سازی آنالوگ کوانتومی است. همینطور بینش هایی را عرضه می دهد که می تواند برای توسعه حافظه های مغناطیسی منحصر به فرد با چگالی و سرعت بالا مفید باشد.
محققان هم اکنون 100 دسته از بلورهای Ti4MnBi2 تولید کرده اند و 400 دسته دیگر در خط تولید هستند. آنها در آزمایشات بعدی مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
این مطالعه در مجله Nature Materials انتشار یافته است.
منبع: konkoorist.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان کنکوری در مورد این مطلب
نظر شما در مورد این مطلب کنکوری
نام:
ایمیل:
نظر:
سوال:
= ۸ بعلاوه ۳