透明な塩でマグネットバー

透明な塩でマグネットバー

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スイスの量子磁気研究所 (LQM) とロンドンナノテクノロジーセンター (LCN) が率いる国際的な研究者チームは、透明な塩である材料を発見しました。他の実際の磁石の通常の合併症に苦しんでいない、そして、それが小さな原子磁石のような量子スピンCであるという事実を利用しました-大きな棒磁石の規則に従って相互作用します。この研究はScienceに掲載されています。

学校でおもちゃのマグネティックバーで遊んだことがある人なら誰でも、反対側のポールが端から端まで配置されたときに互いに平行に並んでいることを覚えているでしょう。そして互いに隣接して置かれたとき反平行。従来のバー磁石は大きすぎて量子力学的性質を明らかにできず、ほとんどの材料は複雑すぎてスピンが真のバー磁石のように相互作用できないため、透明な塩は、小さな棒磁石の密なコレクションのために量子レベルで何が起こっているかを見るのに最適な材料です。

チームは、特別な塩のすべてのスピンを画像化して、スピンがレイヤーのペア内で平行であるのに対し、隣接するレイヤーのペアの場合、それらは逆平行であることを発見しました。互いに隣接して配置された大きなバー磁石として。スピン配置は「反強磁性」と呼ばれます。対照的に、鉄のような強磁性体については、全てのスピンは平行である。

すべての古典的な (非量子) 運動が止まる温度の絶対的な「ゼロ」よりわずか0.4 ℃ 高い温度に材料を温めることによって、チームは、スピンが順序を失い、ランダムな方向を向いていることを発見しました。これは、鉄が摂氏870度に加熱されたときに強磁性を失う場合と同様です。この非常に一般的な固体の電子スピン間の強力で複雑な相互作用のため、室温よりもはるかに高くなります。

チームはまた、塩を含む電磁石で量子力学をオンにすることで、同じ秩序の喪失を達成できることを発見しました。したがって、物理学者は現在、新しいおもちゃ、小さな棒磁石のコレクションを持っています。これは自然に反強磁性構成を想定し、量子力学で自由にダイヤルすることができます。

「鉄などのより伝統的な材料の磁気特性を理解し、操作することは、もちろん、デジタルコンピューターのハードドライブがハードすぎる電気モーターなど、多くのよく知られた技術の鍵でした」とGabrielAeppli教授は述べています。LCNのUCLディレクター。

「これは難解に思えるかもしれませんが、ここで達成されたものと新しいタイプのコンピューターとの間には深いつながりがあり、量子力学を調整して難しい問題を解決する能力にも依存しています。画像のパターン認識のように。」

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