Tutkijat ovat löytäneet aivan uudenlaisen magneetin, joka piiloutuu uraaniyhdisteeseen.
Yhdiste USb2 (uraanin ja antimonin yhdiste), ns. "Singlettipohjainen" magneetti, on uusi siinä mielessä, että se tuottaa magneettisuutta aivan eri tavalla kuin mikään muu tutkijoiden tuntema magneetti.
Elektronit, jotka ovat negatiivisesti varautuneita hiukkasia, tuottavat omat pienet magneettikentänsä. Näillä kentillä on "pohjoinen" ja "etelä" -napa, seurauksena spiniksi tunnetusta kvanttimekaanisesta ominaisuudesta. Useimmissa kohteissa nämä magneettikentät osoittavat satunnaisiin suuntiin, poistaen toisensa. (Siksi kehosi ei ole jättiläinen magneetti.) Mutta tietyissä materiaaleissa nuo kentät kohdistuvat. Kun näin tapahtuu, ne luovat riittävän voimakkaan magneettikentän siirtämään esimerkiksi joukko rautaa arkistoimaan tai saamaan kompassin osoittamaan pohjoiseen.
Lähes kaikki maailmankaikkeuden tunnetut magneetit toimivat tällä tavoin, jääkaapisi ja MRI-koneiden magneeteista itse planeetan magneettisuuteen.
Mutta äskettäin löydetty singlettipohjainen magneetti toimii aivan eri tavalla.
USb2 on kuin monet muut aineet siinä mielessä, että sen sisällä olevilla elektroneilla ei ole taipumusta osoittaa magneettikenttiään samaan suuntaan, joten ne eivät voi luoda magneettisuutta yhdistetyn magneettikentän voimakkuuden kautta.
USb2: n elektronit voivat kuitenkin toimia yhdessä muodostamaan kvantmekaanisia esineitä, joita kutsutaan "spinieksitoneiksi".
Spinieksitonit eivät ole kuin normaalit partikkelit, joista opit fysiikan ja kemian luokassa: elektronit, protonit, neutronit, fotonit jne. Sen sijaan ne ovat kvaasipartikkeleita, hiukkasia, jotka eivät ole erillisiä esineitä universumissamme, mutta toimivat kuten ovat .
Spinieksitonit syntyvät elektroniryhmien vuorovaikutuksesta, ja kun ne muodostuvat, syntyy magneettikenttä.
USb2: n löytöstä vastuussa olevien tutkijoiden lausunnon mukaan fyysikot olivat pitkään epäilleet, että spinieksitoniryhmät voisivat ryhmittyä samalla tavalla suuntautuneiden magneettikentänsä kanssa. He kutsuivat vaikutusta "singlettipohjaiseksi" magnetismiksi. Ilmiö todistettiin aikaisemmin lyhyillä, herkillä välähdyksillä erittäin suurissa kokeellisissa olosuhteissa, joissa kvantimekaniikan outo fysiikka on usein voimakkaampi.
Nyt fyysikot ovat osoittaneet ensimmäistä kertaa, että tällainen magneetti voi esiintyä vakaasti superjäähdytettyjen ympäristöjen ulkopuolella.
Yhdisteessä USb2 magneettikentät muodostuvat välähdyksessä ja häviävät melkein yhtä nopeasti, tutkijat kertoivat 7. helmikuuta lehdessä Nature Communications julkaistussa lehdessä.
Normaalitilanteessa rautapalkin magneettiset momentit kohdistuvat vähitellen ilman teräviä muutoksia magnetoituneiden ja magnetoimattomien tilojen välillä. Yksinkertaisessa magneetissa hyppy tilojen välillä on terävämpi. Spinieksitot, yleensä väliaikaiset esineet, muuttuvat vakaaksi, kun ne rypistyvät yhteen. Ja kun nämä klusterit muodostuvat, ne alkavat kaskadin. Kuten dominoa putoaa paikoilleen, spinieksitot täyttävät koko aineen nopeasti ja yhtäkkiä ja kohdistuvat toisiinsa.
Sitä näyttää tapahtuvan USb2: ssa.
Tämän tyyppisen magneetin etuna, tutkijat kirjoittivat lausunnossaan, on se, että se liukenee magnetoituneiden ja magnetoimattomien tilojen välillä paljon helpommin kuin normaalit magneetit. Koska monet tietokoneet luottavat tietojen vaihtoon magneettien vaihtamiseen edestakaisin, on mahdollista, että yhden päivän singlettipohjaiset laitteet voisivat toimia paljon tehokkaammin kuin perinteiset magneettiset asetukset.
