Simetriskā kristālā ir atklāts jauns dīvains magnetoelektrisks efekts

(Skābeklis/Moment/Getty Images)

Magnētisms un elektrība ir saistīti daudzos dīvainos un brīnišķīgos veidos visā zinātnē, tostarp aizraujošajā magnetoelektriskais efekts pamanāms dažos kristālos – kur kristāla elektriskās īpašības var ietekmēt magnētiskais lauks un otrādi.

Tagad lietas ir kļuvušas vēl dīvainākas, jo zinātnieki ir atklājuši pavisam jaunu magnetoelektrisko efektu simetriskā kristālā – un tam nevajadzētu būt iespējamam.

Efekts tika konstatēts noteikta veida kristālos, ko sauc par a langasīts , kas sastāv no lantāna, gallija, silīcija un skābekļa, kā arī holmija atomi.



Svarīgi, ka šim konkrētajam kristālam ir simetriska struktūra, kas, domājams, izslēdz saiknes iespējamību starp magnētismu un elektrību.

'Tas, vai kristāla elektriskās un magnētiskās īpašības ir savienotas vai nav, ir atkarīgs no kristāla iekšējās simetrijas.' saka fiziķis Andrejs Pimenovs , no Vīnes Tehnoloģiju universitātes (TU Wien) Austrijā.

'Ja kristālam ir augsta simetrijas pakāpe, piemēram, ja viena kristāla puse ir tieši otras puses spoguļattēls, tad teorētisku iemeslu dēļ nevar būt nekāda magnetoelektriskā efekta.'

Šajā gadījumā tas bija savādāk: simetriskais kristāls ne tikai spēja radīt magnetoelektrisku efektu, bet arī bija agrāk neredzēts efekts.

Zinātnieki saka, ka, lai gan simetrija tika saglabāta ģeometriskā nozīmē, holmija atomu magnētisms pārtrauca simetriju, radot efektu, kas novirzījās uz kvantu fizikas sfēru.

Šis pārtraukums nozīmēja, ka bija iespējama polarizācija, kur kristāla pozitīvie un negatīvie lādiņi nedaudz tiek pārvietoti.

To var viegli izdarīt, izmantojot elektrisko lauku, bet ar langasītu to varēja izdarīt arī ar magnētisko lauku, un galvenais izrādījās magnētiskā lauka stiprums.

'Kristāla struktūra ir tik simetriska, ka tai faktiski nevajadzētu pieļaut nekādu magnetoelektrisko efektu.' saka Pimenovs . 'Un vāju magnētisko lauku gadījumā patiešām nav nekāda sakara ar kristāla elektriskām īpašībām.'

'Bet, ja mēs palielinām magnētiskā lauka stiprumu, notiek kaut kas ievērojams: holmija atomi maina savu kvantu stāvokli un iegūst magnētisko momentu. Tas izjauc kristāla iekšējo simetriju.

Kamēr langasīts uzrādīja lineāru saikni starp polarizāciju un magnētiskā lauka stiprumu, kas ir normāli, attiecības starp polarizāciju un magnētiskā lauka virzienu vispār nebija normālas - tā bija stipri nelineāra.

Tas ir pavisam jauns aspekts, ka tikai nelielas izmaiņas magnētiskā lauka rotācijā var radīt lielas izmaiņas elektriskās polarizācijas efektā.

Nākamais pētnieku solis ir noskaidrot, vai šis jaunatklātais efekts darbojas arī pretējā virzienā, mainot magnētiskās īpašības ar elektrisko lauku.

Tas varētu šķist daudz augstākās klases fizikas — un tā arī ir —, taču pastāv reālas lietojumprogrammas datora datu saglabāšanai un glabāšanai. Magnetoelektriskais efekts ir svarīgs arī dažāda veida sensoru tehnoloģijām.

'Magnētiskajās atmiņās, piemēram, datoru cietajos diskos, mūsdienās ir nepieciešami magnētiskie lauki.' saka Pimenovs .

'Tos tiek ģenerēti ar magnētiskām spolēm, kas prasa salīdzinoši daudz enerģijas un laika. Ja būtu tiešs veids, kā pārslēgt cietvielu atmiņas magnētiskās īpašības ar elektrisko lauku, tas būtu izrāviens.

Pētījums ir publicēts NPJ kvantu materiāli .

Populārākas Kategorijas: Veselība , Daba , Skaidrotājs , Telpa , Fizika , Vidi , Dabu , Cilvēkiem , Tech , Sabiedrību ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.