Ana Sayfa Bilim Bilim adamları yeni tip mıknatıslar keşfetti

Bilim adamları yeni tip mıknatıslar keşfetti

191
0
  Okuma Süresi:   Bu yazıyı  " 4 "  dakikada okuyabiliriniz.
Yeni Mıknatıs
Yeni Mıknatıs
Sitemin tek geliri olan reklamları görüntülemek için AdBlock eklentinizi kapatırsanız sevinirim 🙂

Bir bilim adamı ekibi, veri depolama teknolojilerinin performansını artırma sözü veren yeni bir mıknatıs türünün ilk sağlam örneğini keşfetti.

Bu “singlet bazlı” mıknatıs, güçlü manyetik alan oluşturmak için küçük manyetik bileşenlerin birbiriyle hizalandığı geleneksel mıknatıslardan farklıdır. Buna karşılık, yeni ele geçen singlet bazlı mıknatısın var olan ve çıkan alanlar var, bu da dengesiz bir kuvvete neden oluyor – ancak potansiyel olarak geleneksel meslektaşlarından daha fazla esnekliğe sahip olan bir alana da sahip.

New York Üniversitesi’nde fizik profesör yardımcısı olan Andrew Wray, araştırma ekibine liderlik eden “Bugünlerde veri depolama teknolojilerini geliştirmek için mıknatıs ve manyetizma kullanımı konusunda çok fazla araştırma var” diyor. “Tekli tabanlı mıknatıslar manyetik ve manyetik olmayan fazlar arasında daha ani bir geçişe sahip olmalıdır. Malzemenin manyetik olmayan ve güçlü manyetik durumlar arasında dönmesini sağlamak için çok fazla yapmanız gerekmez, bu da güç tüketimi için faydalı olabilir ve bilgisayarın içindeki hızı değiştirme.

“Bu tür bir manyetizmanın elektrik akımları ile nasıl birleştiğine dair de büyük bir fark var. Malzemeye gelen elektronlar, dengesiz manyetik anlarla çok fazla etkileşime giriyor, basitçe geçmekten ziyade, bu özelliklerin performans darboğazlarına ve manyetik olarak depolanan bilgilerin daha iyi kontrol edilmesine olanak sağlar.

Nature Communications dergisinde yayınlanan çalışma ayrıca Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü, Maryland Üniversitesi, Rutgers Üniversitesi, Brookhaven Ulusal Laboratuvarı, Binghamton Üniversitesi ve Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı araştırmacılarını da içermektedir.

Bu mıknatıs türü fikri, geleneksel mıknatıslar hakkında uzun zamandır bilinenlere karşı keskin bir tezatlığa dayanan bir teoriye dayanarak 1960’lara dayanıyor.

Tipik bir mıknatıs, tümü bir manyetik alan oluşturmak için bir arada hareket eden diğer manyetik momentlerle aynı hizada tutulan çok sayıda “manyetik moment” barındırır. Bu düzeneği ısıya maruz bırakmak manyetizmayı ortadan kaldıracaktır; bu küçük anlar kalacak – ama artık hizalanmamış, rastgele yönlere işaret edecekler.

Buna karşın, 50 yıl önce öncü bir düşünce, manyetik anlar içermeyen bir malzemenin hala mıknatıs olabileceğini belirtti. Bilim adamları, bunun imkansız gibi göründüğünü, ancak elektronların doğru koşullar altında birbirleriyle çarpıştığı zaman ortaya çıkabilecek bir “spin eksitonu” adı verilen geçici bir manyetik moment nedeniyle çalıştığını söylüyor.

Wray, “Tek bir sıkma ekseni, kısa sırayla ortadan kaybolma eğilimindedir, ancak bunlara çok sahip olduğunuzda, teori, birbirlerini dengeleyebileceklerini ve daha fazla sıkma eksiliminin görünümünü bir çeşit kademede katalize edebileceklerini önerdi” diye açıklıyor.

Doğa İletişimi araştırmasında, bilim adamları bu fenomeni ortaya çıkarmaya çalıştılar. 1970’lere dayanan çok sayıda aday bulundu, ancak hepsinin çalışılması zordu, manyetizma sadece son derece düşük sıcaklıklarda kararlıydı.

Nötron saçılması, X ışını saçılması ve teorik simülasyonlar kullanan araştırmacılar, çok daha sağlam bir mıknatısın davranışları, USb2 ve singlet bazlı mıknatısların teorik özellikleri arasında bir bağlantı kurdu.

“Bu malzeme, son birkaç on yıl boyunca oldukça gizemliydi – manyetizma ve elektriğin birbirleriyle konuşma şekillerinin tuhaf olduğu biliniyordu ve yalnızca bu yeni sınıflandırma ile anlam kazanmaya başladılar” diyor. NYU doktora sonrası araştırmacı ve makalenin ilk yazarı.

Spesifik olarak, USb2’nin bu tür manyetizma için kritik bileşenleri içerdiğini buldular – özellikle elektronların manyetik momentleri nasıl ürettiğini düzenleyen “Hundness” adlı bir kuantum mekanik özelliği. Hundness’ın son zamanlarda süper iletkenlik de dahil olmak üzere bir dizi kuantum mekanik özellik için çok önemli bir faktör olduğu gösterilmiştir.

NYU doktora adaylarını Yishuai Xu, Erica Kotta ve Haowei He’yi de içeren bu araştırma, Ulusal Bilim Vakfı MRSEC Programı (DMR-1420073) tarafından desteklenmiştir.

Dergi Referansı:

Lin Miao, Rourav Basak, Sheng Ran, Yishuai Xu, Erica Kotta, Haowei He, Jonathan D. Denlinger, Yi-De Chuang, Y. Zhao, Z. Xu, J. W. Lynn, J. R. Jeffries, S. R. Saha, Ioannis Giannakis, Pegor Aynajian, Chang-Jong Kang, Yilin Wang, Gabriel Kotliar, Nicholas P. Butch, L. Andrew Wray. High temperature singlet-based magnetism from Hund’s rule correlations. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-08497-3

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz