Bí ẩn vật chất “đóng băng” khi bị nung nóng

Rate this post

Bí ẩn của vật liệu đóng băng khi bị nung nóng - 1

Một đồ chơi nam châm neodymium (Ảnh: Wikipedia).

Trước đây, nếu chúng ta làm nguội các vật liệu từ tính đến nhiệt độ thích hợp, các chuyển động quay của nguyên tử sẽ ‘đóng băng’ và cố định lại thành một dạng tĩnh.

Tuy nhiên, giờ đây, các nhà vật lý đã tình cờ phát hiện ra điều ngược lại khi họ làm nóng một phần nguyên tố từ tính tự nhiên neodymium.

Alexander Khajetorians, nhà vật lý tại Đại học Radboud, Hà Lan, cho biết: “Hoạt động của các nam châm trong neodymium mà chúng tôi quan sát được thực sự trái ngược với những gì thường xảy ra. “Điều này khá phi thực tế, giống như nước lỏng trở thành một tảng đá rắn khi nó nóng lên.”

Điều này xảy ra trong một số vật liệu, chẳng hạn như hợp kim của đồng và sắt, nơi chuyển động quay của các nguyên tử là khá ngẫu nhiên. Trạng thái này được gọi là thủy tinh quay.

Để kiểm tra điều này, nhà vật lý Benjamin Verlhac của Đại học Radboud và một nhóm các nhà khoa học đã nâng nhiệt độ của neodymium từ -268 độ C lên -265 độ C. Kết quả là, một trạng thái đóng băng thực sự đã xảy ra. ra ngoài, với hình thức giống như khi ta làm nguội một hệ kính quay khác.

Đáng chú ý, khi các nhà khoa học cố gắng làm nguội neodymium một lần nữa, các spin nguyên tử lại rơi vào hỗn loạn.

Bí ẩn của vật liệu đóng băng khi bị nung nóng - 2

Hiện tượng kỳ lạ xảy ra khi vật liệu neodymium bị nung nóng, có hình dạng giống như khi “đóng băng” các vật liệu từ tính khác.

Vẫn chưa rõ lý do tại sao điều này xảy ra, vì hiếm khi một vật liệu tự nhiên nào hoạt động theo cách hoàn toàn trái ngược với tất cả các vật liệu khác cùng loại.

Các nhà khoa học tin rằng nó có thể liên quan đến một hiện tượng vật lý, được gọi là “Sự thất vọng hình học” – ám chỉ xu hướng dính vào các vị trí bất thường của các nguyên tử. Nó thường xảy ra khi vật liệu không thể đạt được một mẫu có trật tự, dẫn đến trạng thái cơ bản bị rối loạn.

Các nhà nghiên cứu cũng phỏng đoán rằng có thể neodymium có những mối tương quan nhất định trong các trạng thái của nó phụ thuộc vào nhiệt độ. Theo đó, việc tăng hoặc giảm nhiệt độ sẽ làm liên kết yếu đi, gây ra hiện tượng rối loạn nêu trên.

Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng điều này có ý nghĩa vượt xa vật lý, vì nó có thể giúp nhân loại tìm ra các thử thách mới đằng sau mỗi chất. Nhà vật lý Alexander Khajetorians giải thích: “Nếu chúng ta có thể mô hình hóa cách các vật liệu này hoạt động, thì có thể ngoại suy hành vi của nhiều vật liệu khác.

Leave a Reply

Your email address will not be published.