كشف ماده ای با خواص فیزیكی خارق العاده !

[parisa]

دانشمندان موفق به شناسایی خواص همزمان الكتریكی و ...

​

 

[parisa]

دانشمندان موفق به شناسایی خواص همزمان الكتریكی و مغناطیسی یك ماده فیزیكی شدند.

در حالت معمول مواد می‌توانند یا از لحاظ مغناطیسی و یا از لحاظ الكتریكی دوقطبی شوند. تحقیقات دانشمندان موسسه نیلز بور دانشگاه كپنهاگ ماد‌ه‌ای را مورد بررسی قرار داده‌ كه همزمان می‌تواند از لحاظ مغناطیسی و الكتریكی دوقطبی شود. این كشف رویكردهای جدیدی را برای مثال در ساخت حسگرهای آتی پیش روی محققان قرار می‌دهد. ​

موادی كه این گونه دوقطبی شده و دارای خواص افزوده دیگر نیز هستند multiferroics نام داشته و در دهه 1960 توسط محققان روسی شناسایی شدند. اما در آن زمان فناوری لازم برای مطالعه این مواد در دست نبود. هم‌اكنون محققان دوباره بر روی تحلیل چنین موادی تمركز كرده‌اند زیرا امكانات علمی برای تحلیل آن‌ها تا سطح اتمی فراهم شده است. ​

دانشمندان دانماركی در مطالعات خود تركیب آهن TbFeO3 را با استفاده از تشعشع بسیار قوی نوترون در یك میدان مغناطیسی مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها دمای محیط را تا نزدیك به صفر مطلق یعنی 271- درجه سانتیگراد پایین آوردند و دریافتند كه اتم‌های این ماده در یك ساختار شبكه متجانس شامل ردیف‌های تربیوم فلزی سنگین كه توسط اتم‌های آهن و اكسیژن جدا شده، آرایش شده‌اند. ​

چنین شبكه هایی شناخته‌ شده‌ هستند اما حوزه های مغناطیسی آن‌ها كاملاً جدید است. در حالت نرمال، حوزه‌های مغناطیسی اندكی درهم برهم بوده اما در این جا مشاهده شد كه آن‌ها به طور مستقیم و با فاصله‌های همسان چیده شده بودند. این امر پروفسور كیم لفمان و همكارانش را شگفت‌زده كرد.
​

این محققان متوجه یك نظم چرخش غیرعادی برای میدان مغناطیسی شدند كه در آن تغییر در جهت چرخش به طور ناگهانی در راستای خطی از اتم‌ها روی داده و تشكیل دیواره دامنه سالیتون رخ می‌دهد. اندازه حوزه های چرخش رو به بالا (یا رو به پایین) تقریباً 20 نانومتر است در حالی كه دیوارهای دامنه چند دهم نانومتر بودند كه این تركیبی غیرعادی محسوب شده و رخداد این امر دانشمندان را به انجام بررسی‌های بیشتر واداشت. ​

آن‌ها آزمایشات خود را در مركز تحقیقاتی نوترون Helmholtz-Zentrum در برلین با همكاری تیمی از دانشمندان آلمانی و هلندی صورت دادند و موفق به تصویربرداری دقیق‌تر از ارتباط بین ساختار این ماده و خواص فیزیكی آن شدند. ​

به گفته هلویزا بوردالو یكی از اعضا این تیم تحقیقاتی، آن‌چه از مدل‌ها بر می‌آید این است كه دیوارهای تربیوم توسط امواج چرخش (مغناطیس) تعامل داشته كه این مغناطیس از طریق شبكه آهنی مغناطیسی منتقل می‌شود. نتیجه این امر نیرویی یوكاوا (Yukawa) مانند بوده كه برای فیزیك ذرات و هسته‌یی شناخته شده است. در واقع ماده مزبور همان نیروهای تعاملی كه ذرات را در هسته اتمی به دور هم نگه می‌دارد، را از خود نشان داد. ​

این یافته‌ها گذرگاه جدیدی برای كشف و گسترش نوین شده و محققان در حال بررسی كاربردهای جدید این مواد با خواص فیزیكی خارق‌العاده هستند. ​

نتایج این تحقیق در مجله علمی Nature Materials انتشار یافت.

​

منبع : *ساحل فیزیک*