Исследователи из Швейцарии экспериментально обнаружили, что новый материал приобретает магнитные свойства с помощью механизма, который ранее не наблюдался.
Магнетизм — свойство, которым обладают одни материалы и не обладают другие. Это свойство вызывают движения электронов внутри атомов материала. В результате создается магнитное поле, которое может притягивать или отталкивать другие материалы.
Самый известный вид магнетизма — так называемый ферромагнетизм. Он вызывается спинами электронов (спин — от английского «вращение», собственный момент импульса электрона), которые начинают выстраиваться в одном общем направлении. С ним люди сталкиваются, например, когда вешают магнитики на дверцу холодильника. Но есть и другие виды магнетизма. Среди них парамагнетизм — более слабая версия ферромагнетизма. Парамагнетизм возникает, когда спины электронов имеют случайные направления, недостаточно упорядочены.
Физики из Швейцарской высшей технической школы Цюриха открыли еще один вид магнетизма. Это произошло во время экспериментов с муаровыми материалами. Ученые получили их сложением друг на друга атомарно тонких слоев двух разных полупроводниковых материалов: диселенида молибдена и дисульфида вольфрама. Эти материалы имеют структуру двумерной (плоской) «решетки», которую можно «наполнить» электронами, если подать электрическое напряжение.
«Муаровые материалы вызывают большой интерес в последние годы, поскольку с их помощью можно исследовать квантовые эффекты сильно взаимодействующих электронов. Однако о магнитных свойствах этих материалов было известно очень мало. Мы решили исследовать эту область», — пояснил Атача Имамоглу, руководитель исследовательской группы.
Чтобы выяснить, каким видом магнетизма обладают эти муаровые материалы, Имамоглу и его команда сначала наполнили материал электронами. «Влили» в него электроны, подав электрический ток, постепенно увеличивая напряжение. Затем физики подсветили материал лазером и измерили, насколько сильно свет отражается при различных поляризациях. Поляризация указывала, в каком направлении колеблется электромагнитное поле: направлены ли спины электронов в одном и том же направлении (что указывает на ферромагнетизм) или в случайных направлениях (парамагнетизм).
Изначально материал проявлял свойства парамагнетизма. Но по мере того, как команда «добавляла» в решетку больше электронов, он показывал внезапный и неожиданный магнетический сдвиг. Начинал вести себя как ферромагнетик. Сдвиг происходил именно в момент, когда ученые заполняли муаровую решетку более чем одним электроном на каждое «вакантное» место в решетке.
«Мы наблюдали новый вид магнетизма, который невозможно объяснить обменным взаимодействием. Если бы причиной этого магнетизма было обменное взаимодействие, он бы наблюдался и при меньшем количестве электронов в решетке», — рассказал Имамоглу.
Физики дали свое объяснение возникшему эффекту. Они предположили, что когда в узлы решетки попадает более одного электрона, они объединяются в частицы, называемые «дублонами», которые в конечном счете заполняют всю решетку посредством квантового туннелирования. Однако при этом электроны «уменьшают» свою кинетическую энергию, «выравнивая» свои спины, что в итоге и создает ферромагнетизм. Этот «кинетический магнетизм» предсказывали теоретики на протяжении десятилетий, но ранее он еще ни разу не наблюдался в твердых материалах.
Швейцарские исследователи планируют внимательнее изучить это явление, в том числе выяснить, сохраняются ли ферромагнетические свойства материала при более высоких температурах. В описываемом эксперименте ученым пришлось охладить материал до десятой доли градуса выше абсолютного нуля.
Подробнее с результатами работы ученых можно ознакомиться в статье, опубликованной в журнале Nature.
Комментарии
Ребята здравствуйте, это НАЧАЛО! Знайте, с помощью электромагнит, магнитные поля, радиоволны, мы сможем заглядывать в прошлое и возможно даже в будущее!
Комментарий удален пользователем или модератором...
Игорь Коняшов, от
Александр Рыженков, отсталый ты дядя!
В будущее могут смотреть не только лишь все. Но отвечать самому себе у вас уже получается.
Александр Рыженков, а можно ли заглянуть в настоящее?Хм, ведь Александр - это же Шурик.
Это бред, не эффект, конечно, а объяснение. Электроны током не накачаешь, тогда проволока по которой накачивали электроны должна стать положительно заряженной. А видел ли кто-нибудь положительно заряженную проволоку?
Пусть придумают из своей башки какое-нибудь другое объяснение.
Возможно наши учёные справятся с этой задачей? Дерзайте, братья.
Зачем им электроны со стороны? Разве в этих полупроводниках нет своих электронов?
Евгений Тихомиров.Возьмите обкладки конденсатора, одна сторона заряжена положительно.
Талгат Сатыбалдиев, если бы обкладка конденсатора имела заряд,она разряжалась бы на землю одним из контактов или бы показывала наличие заряда на электромере! Пример: возьмите заряженный конденсатор,измерьте напряжение вольтметром ,после чего уберите обкладки и на изолятор установите обкладки от не заряженного конденсатора. И снова измерьте напряжение и вольтметр покажет,что конденсатор заряжен! Дело не в обкладках,а изоляторе!
Если бы намагниченность материала была обусловлена спинами электронов - это означало б то,что для того,чтобы намагнитить материал,нужно воздействовать на электроны внешней силой,"вынуждая" их принимать направление движения "диктуемое" внешней силой (магнитным полем) в данном рассматриваемом примере.
Возьмём к примеру магнит,имеющий два магнитных полюса, ( N | S ) на середине условная граница спинов (вращений электронов). Если разрубить магнит пополам ( N |✓|S ) то у нас будут уже два магнита
( N | S ) ( N | S ) и в месте разделения "старого" магнита ( условная граница спинов электронов ) изменила свои спины без какого-либо внешнего воздействия полем!
Мало того,спины на двух "новых" магнитах самоупорядочились,опять же,без какого-либо внешнего воздействия,образовав границы магнитных полюсов!
Рискну предположить,что процессы магнетизма как и самого магнитного поля,созданного магнитом,обусловленны изменениями в более мелких субатомных частицах ,а возможно и во внешних полях ,которые предположительно действуют на процессы в субатомных частицах .
Интересно было бы измерить свойства магнита за пределами действия магнитного поля земли.
Нет, пацаны, всё проще. Исследователи охладили парамагнетик до одной десятой Кельвина, то есть гораздо ниже точки Кюри. Поэтому парамагнетик изменил свои свойства и стал ферромагнетиком. И никаких электронов со стороны ему не надо, достаточно своих собственных, чтобы от внешнего поля сориентировать свои спины и заиметь доменную структуру. Все мечты исследователей закрепить эффект при нормальной температуре останутся только мечтами. Это невозможно.
Пока сам экспериментами не заморочишься, все пустой треп.
Алхимики тоже всю историю старались из чего угодно сделать золото, в итоге по открывали почти всю таблицу и продвинули химию , но когда поняли уже сегодня что изменить материю на атомном уровне это уровень Бога то угомонились, зато как продвинули науку!? Так что , пусть пыхтят, хуже от этого н кому не станет , всё самое страшное оружие уже изобрели , может начнут продвигать медицину новую какую то, а то всё оружие да телефоны , везде человек ищет одну личную прибыль, медицина тоже способна очень недурно обогатить людей с пользой для цывилизацыи в целом. Не невозможных материалов есть неизвестные технологии , конечно есть пределы но есть и исключения но как правило мало , все достаточно предсказуемо .
Комментарий удален пользователем или модератором...
Роман Рыбка, Так мало того, электричество и магнитное поле два не разъемных свойства. И тут вопрос, что к кому ещё магнитилось, тем более при таких то температурах.