Nowy „wirujący” stan materii

Najsilniejsze znane magnesy trwałe zawierają mieszaninę dwóch pierwiastków – neodymu i żelaza. Właściwości magnetyczne żelaza są już całkiem dobrze zbadane, ale neodym pozostaje nadal sporą zagadką dla uczonych.

Fizycy z Radboud Universiteit w Nijmegen w Holandii wspólnie z kolegami ze szwedzkiego Uppsala Universitet postanowili zbadać niezwykłe właściwości magnetyczne neodymu. Z ich analiz wynika, że pierwiastek ten zachowuje się jak samowzbudne szkło spinowe, a więc na poziomie mikro można go sobie wyobrazić jako pofalowane morze maleńkich magnesów. Każdy z tych magnesów wiruje z różną prędkością, a całość ewoluuje w czasie.

Szkła spinowe to szczególne materiały magnetyczne, nieposiadające wypadkowego momentu magnetycznego, ale wykazujące lokalne uporządkowanie spinów. Magnetyczne właściwości takich szkieł spinowych przypominają do pewnego stopnia te znane z cieczy i żelów. Spiny magnetyczne doskonale uporządkowanego metalu ziem rzadkich, jakim jest neodym, zaczynają układać się we wzór wirującej helisy, który dodatkowo zmienia się w czasie. Można uznać, że jest to nieznany do tej pory stan materii. Nazwano go samowzbudnym szkłem spinowym. Badacze uważają, że te nietypowe właściwości neodymu mogą pozwolić na połączenie fizyki z neuronauką, ponieważ ewolucja neodymu na poziomie mikro może pomóc w badaniu podstawowych procesów znanych z systemów sztucznej inteligencji.