فیزیکدانان حالت چرخشی ماده را در یک عنصر شیمیایی کشف کردند

فیزیکدانان دانشگاه رادبود و دانشگاه اوپسالا نشان داده اند که نئودیمیوم مانند یک شیشه چرخش "ناشی از خود چرخشی" رفتار می کند، به این معنی که از دریایی موج دار از بسیاری از آهنرباهای گردباد ریز تشکیل شده است که با سرعت های مختلف گردش می کنند و مدام در حال تحول هستند.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از اردبیل و به نقل از سایتک دیلی؛ قویترین آهن ربای دائمی امروز حاوی ترکیبی از عناصر نئودیمیم و آهن است. با این حال، نئودیمیم به خودی خود مانند هیچ آهنربایی شناخته شده رفتار نمی کند و محققان را بیش از نیم قرن گیج می کند. فیزیکدانان دانشگاه رادبود و دانشگاه اوپسالا نشان داده اند که نئودیمیوم مانند یک شیشه چرخش "ناشی از خود چرخشی" رفتار می کند، به این معنی که از دریایی موج دار از بسیاری از آهنرباهای گردباد ریز تشکیل شده است که با سرعت های مختلف گردش می کنند و مدام در حال تحول هستند.

درک این نوع جدید از رفتار مغناطیسی، درک ما از عناصر موجود در جدول تناوبی را تصفیه می کند و سرانجام می تواند راه را برای مواد جدید برای هوش مصنوعی هموار کند.

در یک کوزه عسل، ممکن است فکر کنید که نواحی یکبار شفاف که به رنگ زرد شیری تبدیل شده اند، خراب شده اند. بلکه، شیشه عسل شروع به تبلور می کند. اینگونه است که می توانید روند "پیری" را در نئودیمیوم درک کنید.

الکساندر خواجتوریان، استاد میکروسکوپ پروب اسکن، به همراه استاد میخائیل کاتسلسون و استادیار دانیل وگنر، دریافتند که نئودیمیم ماده به شیوه مغناطیسی پیچیده ای رفتار می کند که تا به حال هیچ کس قبلاً در عنصری از جدول تناوبی ندیده است.

آهن ربا توسط قطب شمال و جنوب تعریف می شود. با خارج کردن آهنربا به طور منظم یخچال، آهنرباهای اتمی زیادی یافت می شود، به اصطلاح "چرخش" که همگی در یک راستا قرار گرفته اند و قطب شمال و جنوب را تعریف می کنند. کاملاً متفاوت، برخی از مواد آلیاژی می توانند یک "شیشه چرخش" باشند که چرخش های تصادفی را در انواع جهت قرار می دهد. شیشه های چرخش نام خود را به دلیل ساختار آمورف در حال تحول اتمها در یک تکه لیوان می گیرند. به این ترتیب، شیشه های چرخش، رفتار مغناطیسی را با پدیده هایی در ماده نرم مانند مایعات و ژل ها پیوند می دهند.

 شیشه های چرخشی شناخته شده که گاهی اوقات در آلیاژها رخ می دهند، ترکیبی از فلزات با یک یا چند عنصر دیگر و با ساختار آمورف است، اما هرگز در عناصر خالص جدول تناوبی نیست. در کمال تعجب، محققان رادبود دریافتند که چرخشهای اتمی قطعه کاملاً مرتب شده از عنصر نادریم عنصر نادر خاکی شکلهایی را تشکیل می دهد که مانند مارپیچ می چرخند اما مدام الگوی دقیق مارپیچ را تغییر می دهند

این مظهر حالت جدید ماده به نام "شیشه چرخش" ناشی از خود است

دیدن ساختار مغناطیسی

وگنر گفت: در Nijmegen، ما متخصص در اسکن میکروسکوپ تونلی (STM) هستیم. این به ما اجازه می دهد ساختار اتم های فردی را ببینیم، و می توانیم قطب های شمالی و جنوبی اتم ها را برطرف کنیم.

وی افزود: با این پیشرفت در تصویربرداری با دقت بالا، ما توانستیم رفتار در نئودیمیوم را کشف کنیم، زیرا می توانیم تغییرات فوق العاده کوچکی در ساختار مغناطیسی را برطرف کنیم. این کار آسانی نیست.

ماده ای که مانند نورون ها رفتار می کند

خواجتوریان اذعان داشت: این یافته این احتمال را فراهم می کند که این رفتار مغناطیسی پیچیده و شیشه ای نیز در مواد جدید بی شماری از جمله سایر عناصر موجود در جدول تناوبی مشاهده شود. این دانش کتاب در مورد خصوصیات اساسی ماده را اصلاح می کند. اما همچنین می تواند زمینه ساز اثبات نظریه های جدید باشد که در آن بتوانیم فیزیک را به زمینه های دیگر، مثلاً علوم عصبی نظری پیوند دهیم.

خواجتوریان ادامه داد: تکامل پیچیده نئودیمیوم ممکن است بستری برای تقلید از رفتارهای اساسی است که در هوش مصنوعی به کار می رود. تمام الگوهای پیچیده ای که می توانند در این ماده ذخیره شوند، می توانند با شناسایی تصویر مرتبط شوند.

وی گفت: با پیشرفت هوش مصنوعی و ردپای انرژی زیاد آن، تقاضای بیشتری برای ایجاد موادی وجود دارد که بتوانند کارهایی مانند مغز را به صورت مستقیم در سخت افزار انجام دهند. شما هرگز نمی توانید یک کامپیوتر الهام گرفته از مغز با آهنرباهای ساده بسازید، اما مواد با این رفتار پیچیده می توانند کاندیداهای مناسبی باشند.

 این نتایج در تاریخ 29 مه سال 2020 در Science منتشر شده است.

زمان انتشار: شنبه ۱۰ خرداد ۱۳۹۹ - ۱۱:۲۱:۰۱

شناسه خبر: 88187

مطالب مرتبط :
آکسیون

کشف ذره بنیادین «آکسیون» ؛ آیا فیزیکدانان معمای «ماده تاریک» را حل کردند؟

اکسیون ذره بنیادی فرضی است که برای حل مشکل سی‌پی قوی در کرومودینامیک کوانتومی (اختصاری QCD) ارائه شده. این ذره بار الکتریکی ندارد و اسپینش صفر می‌باشد. برهم کنش این ذره، جاذبه و الکترو مغناطیس است.

دیدگاه ها و نظرات :
نام کامل وارد شود
دقیق و صحیح وارد شود
لطفا فارسی و خوانا باشد
captcha
ارسال
اشتراک گذاری مطالب