اكتشف العلماء نوعًا جديدًا من المغناطيس يختبئ في مركب اليورانيوم.
المركب ، USb2 (مركب من اليورانيوم والأنتيمون) ، وهو ما يسمى المغناطيس "القائم على القميص" ، جديد في أنه يولد المغناطيسية بطريقة مختلفة تمامًا عن أي مغناطيس آخر معروف للعلماء.
الإلكترونات ، وهي جسيمات مشحونة سلبًا ، تولد مجالات مغناطيسية صغيرة خاصة بها. هذه الحقول لها قطب "شمالي" و "جنوبي" ، نتيجة خاصية ميكانيكية كمومية تُعرف باسم اللف. في معظم الأشياء ، تشير هذه الحقول المغناطيسية في اتجاهات عشوائية ، تلغي بعضها البعض. (هذا هو السبب في أن جسمك ليس مغناطيسًا عملاقًا.) ولكن في بعض المواد ، تصبح هذه الحقول متوازنة. عندما يحدث ذلك ، فإنها تخلق مجالًا مغناطيسيًا قويًا بما يكفي ، على سبيل المثال ، لتحريك مجموعة من ملفات الحديد حولها أو تجعل البوصلة تشير إلى الشمال.
إن كل مغناطيس معروف في الكون يعمل بهذه الطريقة ، بدءًا من تلك الموجودة على ثلاجتك وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي إلى المغناطيسية لكوكب الأرض نفسه.
لكن المغناطيس القائم على القميص المكتشف حديثًا يعمل بطريقة مختلفة تمامًا.
يشبه USb2 العديد من المواد الأخرى في أن الإلكترونات الموجودة بداخله لا تميل إلى توجيه مجالاتها المغناطيسية في نفس الاتجاه ، لذلك لا يمكنها توليد المغناطيسية من خلال قوة المجال المغناطيسي المشترك.
ومع ذلك ، يمكن أن تعمل الإلكترونات في USb2 معًا لتشكيل أجسام ميكانيكية كمومية تسمى "أكسيتونات الدوران".
Excitons تدور ليست مثل الجسيمات العادية التي تعلمتها في فئة الفيزياء والكيمياء: الإلكترونات ، والبروتونات ، والنيوترونات ، والفوتونات ، وما إلى ذلك. .
تنشأ اكسيتونات السبين من تفاعلات مجموعات الإلكترونات ، وعندما تتشكل ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي.
وفقًا لبيان من الباحثين المسؤولين عن اكتشاف USb2 ، كان الفيزيائيون يشتبهون منذ فترة طويلة في أن مجموعات من أكسيتونات السبين قد تتجمع مع المجالات المغناطيسية الموجهة بنفس الطريقة. أطلقوا على تأثير المغناطيسية "القائمة على القميص". تم إثبات هذه الظاهرة سابقًا في ومضات قصيرة هشة في البيئات التجريبية فائقة البرودة ، حيث غالبًا ما تكون الفيزياء الغريبة لميكانيكا الكم أكثر وضوحًا.
الآن ، أظهر الفيزيائيون لأول مرة أن هذا النوع من المغناطيس يمكن أن يوجد بطريقة مستقرة خارج البيئات الفائقة البرودة.
أفاد الباحثون في ورقة نشرت في 7 فبراير في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز أن الحقول المغناطيسية في المركب USb2 تتكون في ومضة وتختفي بنفس السرعة تقريبًا.
في الظروف العادية ، تصبح اللحظات المغناطيسية في قضيب من الحديد مصطفة تدريجيًا ، بدون انتقالات حادة بين الحالات الممغنطة وغير الممغنطة. في المغناطيس القائم على القميص ، تكون القفزة بين الدول أكثر حدة. الاكسيتونات الدوارة ، عادة ما تكون أشياء مؤقتة ، تصبح مستقرة عندما تتجمع معا. وعندما تتشكل هذه التكتلات ، تبدأ سلسلة. مثل الدومينو الذي يقع في مكانه ، تملأ أكسيتونات الدوران المادة بأكملها بسرعة كبيرة وفجأة ، وتتوافق مع بعضها البعض.
هذا ما يبدو أنه يحدث في USb2.
ميزة هذا النوع من المغناطيس ، كتب الباحثون في بيانهم ، هو أنه يتقلب بين الحالات الممغنطة وغير الممغنطة بسهولة أكبر بكثير من المغناطيس العادي. نظرًا لأن العديد من أجهزة الكمبيوتر تعتمد على تحويل المغناطيس ذهابًا وإيابًا لتخزين المعلومات ، فمن الممكن أن تعمل الأجهزة القائمة على القميص يومًا واحدًا بكفاءة أكبر من الأجهزة المغناطيسية التقليدية.
