מדענים גילו סוג חדש לגמרי של מגנט המסתתר במתחם אורניום.
המתחם, USb2 (תרכובת של אורניום ואנטימון), מה שמכונה מגנט "מבוסס על יחיד", הוא חדשני בכך שהוא מייצר מגנטיות בצורה שונה לחלוטין מכל מגנט אחר המוכר למדענים.
אלקטרונים שהם חלקיקים טעונים באופן שלילי מייצרים שדות מגנטיים זעירים משלהם. לשדות אלה מוט "צפון" ו"דרום ", תוצאה של תכונה מכנית קוונטית המכונה ספין. ברוב העצמים, שדות מגנטיים אלה מצביעים על כיוונים אקראיים, מבטלים זה את זה. (זו הסיבה שגופך אינו מגנט ענק.) אך בחומרים מסוימים, השדות הללו מתיישרים. כשזה קורה, הם יוצרים שדה מגנטי חזק מספיק כדי, למשל, להזיז חבורה של ברזל המתגונן סביב או לגרום למצפן לכוון צפונה.
כמעט כל מגנט ידוע ביקום פועל בצורה כזו, החל במכונות המקרר והמכונה MRI שלכם למגנטיות של כדור הארץ עצמו.
אך המגנט המבוסס על הסינגלט החדש התגלה בצורה שונה לחלוטין.
USb2 הוא כמו חומרים רבים אחרים בכך שהאלקטרונים בתוכו אינם נוטים לכוון את השדות המגנטיים שלהם באותו כיוון, כך שהם לא יכולים לייצר מגנטיות באמצעות חוזק השדה המגנטי המשולב שלהם.
עם זאת, האלקטרונים ב- USb2 יכולים לעבוד יחד ליצירת עצמים קוונטיים-מכניים הנקראים "excitons spin".
Excitons ספין הם לא כמו החלקיקים הרגילים שלמדתם עליהם בכיתת הפיזיקה והכימיה: אלקטרונים, פרוטונים, נויטרונים, פוטונים וכו '. במקום זאת, הם חלקיקים quasip חלקיקים שאינם אובייקטים נפרדים ביקום שלנו אלא מתנהגים כמו שהם .
אקסיטונים ספין יוצאים מהאינטראקציה של קבוצות אלקטרונים, וכאשר הם נוצרים נוצר שדה מגנטי.
על פי הצהרה של החוקרים האחראיים לגילוי ה- USb2, הפיזיקאים חשדו זה מכבר שקבוצות של excitons מסתובבים עלולים להתקבץ יחד עם השדות המגנטיים שלהם בכיוון זהה. הם כינו את האפקט "מגנטיות המבוססת על יחיד". התופעה הוכחה בעבר בהבזקים קצרים ושבריריים במסגרות ניסיוניות אולטרה-קולות, בהן הפיסיקה המוזרה של מכניקת הקוונטים בולטת לעתים קרובות יותר.
כעת, פיזיקאים הראו לראשונה שמגנט מסוג זה יכול להתקיים בצורה יציבה מחוץ לסביבות supercool.
במתחם USb2, שדות מגנטיים נוצרים כהרף עין ונעלמים כמעט באותה מהירות, כך דיווחו החוקרים במאמר שפורסם ב -7 בפברואר בכתב העת Nature Communications.
בנסיבות רגילות, הרגעים המגנטיים בברזל מתיישרים בהדרגה, ללא מעברים חדים בין מצבים ממוגנטים וממוננטים. במגנט מבוסס על יחיד, הקפיצה בין מצבים חדה יותר. אקסיטונים מסתובבים, לרוב חפצים זמניים, הופכים ליציבים כאשר הם מתקבצים זה לזה. וכאשר האשכולות הללו נוצרים הם מתחילים מפל. כמו דומינו הנופלים על מקומם, אקסיטונים מסתובבים ממלאים את כל החומר במהירות רבה ופתאומית, ומתיישרים זה עם זה.
זה מה שנראה שקורה ב- USb2.
היתרון של סוג זה של מגנט, כך כתבו החוקרים בהצהרתם, הוא שהוא מתהפך בין מצבים ממוגנטים וממוננטים בצורה הרבה יותר קלה ממגנטים רגילים. בהתחשב בכך שמחשבים רבים מסתמכים על החלפת מגנטים קדימה ואחורה לאחסון מידע, יתכן שיום אחד מכשירים מבוססי סינגלט יוכלו לפעול בצורה יעילה בהרבה מההגדרות המגנטיות המקובלות.
