Οι ερευνητές δείχνουν πώς ο μαγνητισμός μπορεί να αλλάξει ενεργά με πίεση

Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό "Φύση Φύσης", ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, το Μπέρκλεϊ και την Προηγμένη Πηγή Φωτός (ALS) στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley έδειξαν πώς ο μαγνητισμός μπορεί να αλλάξει ενεργά με πίεση. Αυτή η ανακάλυψη έχει σημαντικές επιπτώσεις στην ανάπτυξη νέων υλικών με συντονισμένες μαγνητικές ιδιότητες.

Ο μαγνητισμός είναι μια θεμελιώδης ιδιότητα των υλικών που προκύπτουν από την περιστροφή των ηλεκτρονίων. Σε ένα μαγνητικό υλικό, οι περιστροφές των ηλεκτρονίων ευθυγραμμίζονται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, δημιουργώντας ένα μαγνητικό πεδίο. Η αντοχή και η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου εξαρτώνται από τον αριθμό των ευθυγραμμισμένων περιστροφών και τον προσανατολισμό τους.

Ένας τρόπος για να αλλάξετε τις μαγνητικές ιδιότητες ενός υλικού είναι να ασκήσετε πίεση. Η πίεση μπορεί να αλλάξει την απόσταση μεταξύ ατόμων και μορίων, τα οποία με τη σειρά τους μπορούν να αλλάξουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των περιστροφών των ηλεκτρονίων. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές στη δύναμη και την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.

Στη μελέτη τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται "κελί διαμαντιού Anvil" για να ασκήσει πίεση σε μαγνητικό υλικό. Το κύτταρο διαμαντιών Anvil αποτελείται από δύο αντιτιθέμενες άκμονες διαμαντιών που χρησιμοποιούνται για την συμπίεση ενός μικρού δείγματος του υλικού. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια πηγή ακτίνων Χ συγχρονισμού στο ALS για να διερευνήσουν τις μαγνητικές ιδιότητες του υλικού υπό πίεση.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι μαγνητικές ιδιότητες του υλικού άλλαξαν σημαντικά υπό πίεση. Ήταν σε θέση να συντονίζουν συνεχώς τις μαγνητικές ιδιότητες του υλικού μεταβάλλοντας την πίεση. Αυτό καταδεικνύει ότι η πίεση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον ενεργό έλεγχο των μαγνητικών ιδιοτήτων των υλικών.

Η ικανότητα να αλλάζει ενεργά τις μαγνητικές ιδιότητες των υλικών έχει σημαντικές επιπτώσεις στην ανάπτυξη νέων υλικών με ρυθμιζόμενες μαγνητικές ιδιότητες. Τέτοια υλικά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε μια ποικιλία εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των μαγνητικών αισθητήρων, των ενεργοποιητών και των συσκευών μνήμης. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να ανοίξουν νέες οδούς για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη προηγμένων μαγνητικών υλικών.