官方消息：神秘的新磁力形式終于得到證實(shí)

曾幾何時(shí)，鎮(zhèn)上只有一場(chǎng)鐵磁游戲。想知道你的北方和南方嗎？舉起指南針。想把你的電費(fèi)單貼在冰箱上嗎？砰地敲著一只小小的磁化加菲貓，大口大口地吃著千層面。

當(dāng)然，科學(xué)必須通過(guò)發(fā)現(xiàn)第二類(lèi)鐵磁活動(dòng)來(lái)使問(wèn)題復(fù)雜化。

理論化和實(shí)驗(yàn)證明在 1930 年代，反鐵磁性就像冰箱磁鐵的邪惡克星，顯示出同樣穩(wěn)定的亞原子排列有轉(zhuǎn)折這抵消了它的粘性，使加菲貓成為世界上最煩人的鎮(zhèn)紙。

正如來(lái)自歐洲和英國(guó)的一組研究人員進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)的那樣，現(xiàn)在還有另一種類(lèi)型的磁性介于兩者之間，稱(chēng)為交替磁性。

“交變磁學(xué)實(shí)際上并不是什么非常復(fù)雜的東西，”說(shuō)該研究的首席研究員托馬斯·榮格沃斯（Tomá?Jungwirth）是捷克科學(xué)院的物理學(xué)家。

“這是完全基本的東西，幾十年來(lái)一直在我們眼前，卻沒(méi)有注意到它。

幾年前預(yù)測(cè)由Jungwirth和他的一些研究人員共同撰寫(xiě)的交變磁性描述了鐵磁性和反鐵磁性的交變能帶，這些能帶總體上相互抵消，同時(shí)仍然在小的局部水平上保留永磁性特征。

誠(chéng)然，“替代磁鐵”也不會(huì)把你的賬單貼在你不會(huì)忘記的地方，但我們可能想給鐵磁家族的這個(gè)新成員一個(gè)機(jī)會(huì)——它可能正是未來(lái)電子產(chǎn)品所需要的。

對(duì)于這三種磁表現(xiàn)形式中的每一種都至關(guān)重要的是量子物體的一個(gè)特征，稱(chēng)為自旋。就像一個(gè)小球的旋轉(zhuǎn)一樣，自旋描述了一種角動(dòng)量，一種像磁鐵一樣施加微小力的力。與小球的旋轉(zhuǎn)不同，旋轉(zhuǎn)永遠(yuǎn)不會(huì)快或慢。只是一個(gè)方向或另一個(gè)方向?；蛘呤褂眠m當(dāng)?shù)男性?，向上或向下?/p>

單個(gè)電子可以具有兩個(gè)自旋方向中的任何一個(gè)，但在大多數(shù)材料中，各種上自旋和下自旋是混亂的，對(duì)總方向感沒(méi)有真正的共識(shí)。

在鐵磁材料（如鐵）中，電子自旋可以被外部場(chǎng)強(qiáng)制對(duì)齊，即使外部場(chǎng)失活，電子自旋也會(huì)保持這種狀態(tài)。這把一個(gè)微小的、原子大小的磁性拖船變成了足夠堅(jiān)固的東西，可以拿起一連串的回形針。

隨著時(shí)間的推移，宏觀尺度上的自旋排列和磁活動(dòng)之間的各種關(guān)系只會(huì)變得更加復(fù)雜。最近例如，將一定數(shù)量的電子引入原子薄的堆疊半導(dǎo)體層中，創(chuàng)造了鐵磁性的“動(dòng)力學(xué)”版本。

然而，直到現(xiàn)在，人們還認(rèn)為材料中自旋的穩(wěn)定排列要么是鐵磁性的，要么是以某種方式配對(duì)以抵消反鐵磁性的。

交替磁體被認(rèn)為具有與反鐵磁體相似的電子對(duì)，它們以保留而不是否定其對(duì)比磁矩的方式連接。

為了找到這種特殊排列的物理跡象，Jungwirth和他的團(tuán)隊(duì)利用實(shí)驗(yàn)室技術(shù)來(lái)識(shí)別來(lái)自同步加速器的X射線的特征分裂，這些同步加速器穿過(guò)由錳和碲制成的化合物的晶格。

“由于我們測(cè)量的高精度和靈敏度，我們可以檢測(cè)到對(duì)應(yīng)于相反自旋態(tài)的能級(jí)的特征交替分裂，從而證明碲化錳既不是傳統(tǒng)的反鐵磁體也不是傳統(tǒng)的鐵磁體，而是屬于磁性材料的新交替磁性分支，”說(shuō)來(lái)自Paul Scherrer研究所的物理學(xué)家Juraj Krempasky。

尋找這種新型鐵磁材料的證據(jù)不僅建立在材料物理學(xué)理論的基礎(chǔ)上，還可能有助于開(kāi)發(fā)一種新型鐵磁材料。新興技術(shù)電子學(xué)的電子學(xué)不僅基于粒子的電荷，但它也旋轉(zhuǎn).

這項(xiàng)研究發(fā)表在自然界.

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