Почему это важно? Аккуратно разработанные вариации этой хорошо контролируемой микроскопической системы могут помочь исследователям понять и предсказать гораздо более сложные явления в реальном мире, например, электрические пробои в цепях.
В магнитных материалах обнаружили лавинообразное проведение
Группа исследователей изучила микроскопические массивы наномагнитов, представляющие собой первую в мире экспериментальную демонстрацию классической теоретической модели Изинга.
Unsplash
Лавина — это не только про снег с горы. Физики показали, что в магнитных наноматериалах намагниченность ведет себя лавинообразно
Как проводилось исследование? Ученые создали массив наномагнитов, размер которых составляет несколько миллионных долей сантиметра. Эти наномагниты взаимодействуют друг с другом так же, как два обычных магнита, украшающих ваш холодильник, при попытке сблизить их. Изначально в чередующихся рядах наномагнитов половина направлена северным полюсом вверх, а другая половина — северным полюсом вниз.
Используя большой электромагнит, команда приложила магнитное поле к массиву, в результате чего часть наномагнитов поменяла свои полюса и выровнялась в другом направлении. Чтобы обнаружить изменения, учёные использовали магнитно-силовой микроскоп, оснащенный очень маленькой магнитной иглой, которая либо притягивается вниз к магниту, либо отталкивается от него в зависимости от того, каким полюсом вверх он направлен.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Результаты. Из своего исследования ученые сделали вывод, что полюса магнитов переворачиваются вдоль рядов массивов целыми группами, причем каждое микроскопическое переворачивание приводит к переворачиванию полюсов у целой группы магнитов — выглядит это как лавина.
Авторы исследования поясняют: «Когда один магнит переворачивается, это придает дополнительный импульс другим. Мы измеряем распределение перевернувшихся кластеров. Сколько маленьких? Сколько больших?»
Полученное распределение кластеров учёные сравнили с теоретической моделью Изинга и теория с практикой очень хорошо сошлись. Это первый эксперимент, точно отражающий одномерную модель Изинга в случайном поле. Для физиков эта модель очень важна, так как она описывает на больших масштабах поведение факторов, которые могут находиться в одном из двух состояний — в данном случае, направление намагниченности, которое может быть направлено либо вверх, либо вниз.
Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.