Физики намагнитили материал без внешнего поля

Исследователи предложили метод намагничивания парамагнитной соли в результате адиабатического сжатия. Для появления магнитных свойств при этом нет необходимости во внешнем магнитом поле.

Физики намагнитили материал без внешнего поля

Wikimedia Commons

Заставить парамагнитные материалы проявлять магнитные свойства можно и без внешнего поля. Ученые показали, что для этого достаточно сжать образец по одной оси в адиабатических условиях

Парамагнитные материалы, такие как алюминий, намагничиваются только при приложении внешнего магнитного поля. Ферромагнитные материалы, в том числе железо, могут иметь намагниченность даже при отсутствии приложенного магнитного поля, потому что у них есть магнитные домены. Домены представляют собой участки материала, в которых спины электронов на внешних оболочках атомов направлены в одну сторону. Эти крошечные участки и обуславливают магнитные свойства материалов.

В новом исследовании ученые проводили эксперимент, сжимая парамагнитную соль вдоль одной из осей. Применение одноосного напряжения уменьшает объем соли. Поскольку этот процесс адиабатический, то есть проводится без какого-либо обмена энергией с окружающей средой, то сжатие приводит к повышению температуры материала. Повышение температуры увеличивает энтропию образца. Чтобы сохранить общую энтропию в системе постоянной, материалу необходимо понизить ее, компенсировав рост за счет других эффектов. В результате спины внутри материала выравниваются, что приводит к намагничиванию системы.

Общая энтропия системы остается постоянной, и адиабатическое сжатие приводит к намагничиванию. Экспериментально адиабатическое сжатие достигается, когда образец сжимается быстрее, чем происходит тепловая релаксация — процесс отдачи тепловой энергии окружающей среде.

Исследователи также предполагают, что адиабатическое повышение температуры может быть использовано для исследования других взаимодействующих систем, таких как конденсаты Бозе-Эйнштейна в магнитных изоляторах и дипольные системы с «замороженными» спинами.

Статья авторов опубликована в журнале Scientific Reports.


Влад Кулиев, Supreme2.Ru





Интересные новости
Вплине на вимірювання часу: танення льодовиків сповільнило обертання ЗемліВплине на вимірювання часу: танення льодовиків сповільнило обертання Землі
Вчені розповіли, чому «зірки-невдахи» часто самотніВчені розповіли, чому «зірки-невдахи» часто самотні
Блок рекламы


Похожие новости

Гігантська «діра» в атмосфері Сонця може спричинити сильні полярні сяйва на ЗемліГігантська «діра» в атмосфері Сонця може спричинити сильні полярні сяйва на Землі
Астронавт NASA зробив вражаючий знімок полярного сяйва з космосуАстронавт NASA зробив вражаючий знімок полярного сяйва з космосу
"Джеймс Вебб" зробив знімки Юпітера, на них видно полярне сяйво"Джеймс Вебб" зробив знімки Юпітера, на них видно полярне сяйво
Полярні сяйва та гігантська червона пляма: телескоп NASA зробив вражаючі фото ЮпітераПолярні сяйва та гігантська червона пляма: телескоп NASA зробив вражаючі фото Юпітера
Украинец Поляков продал свою долю в Firefly Aerospace за 1 долларУкраинец Поляков продал свою долю в Firefly Aerospace за 1 доллар
Учёные создали метаматериал, который сделает МРТ-сканирование мозга дешевле и быстрееУчёные создали метаматериал, который сделает МРТ-сканирование мозга дешевле и быстрее
Украинские полярники зарегистрировали на станции "Академик Вернадский" температурный рекордУкраинские полярники зарегистрировали на станции "Академик Вернадский" температурный рекорд
Украинские полярники посчитали пингвинов, живущих возле "Академика Вернадского"Украинские полярники посчитали пингвинов, живущих возле "Академика Вернадского"
Украинец Поляков согласился продать свою долю в Firefly Aerospace в ответ на обращение правительства США
Учёные «закрутили» магнит и наблюдали удивительную структуру магнитного поля
Последние новости

Подгружаем последние новости