Научници су открили потпуно нову врсту магнета који се крије у једињењу уранијума.
Једињење, УСб2 (једињење уранијума и антимона), такозвани магнет „заснован на синглетима“, ново је по томе што генерише магнетизам на потпуно другачији начин од било којег другог магнета научницима.
Електрони, који су негативно наелектрисане честице, стварају сопствена сићушна магнетна поља. Ова поља имају „северни“ и „јужни“ пол, последица квантног механичког својства познатог као спиновање. У већини објеката ова магнетна поља усмеравају се насумичним смеровима, отказујући једно друго. (Због тога ваше тело није џиновски магнет.) Али у одређеним материјалима та поља постају поравнана. Када се то догоди, они стварају магнетно поље довољно моћно да, на пример, помера гомилу гвожђа која се пали около или натера компас да усмери север.
Отприлике сваки познати магнет у свемиру функционише на овај начин, од оних на вашем фрижидеру и МРИ машинама до магнетизма саме планете Земље.
Али новооткривени магнет на бази синглета делује на потпуно другачији начин.
УСб2 је попут многих других супстанци по томе што електрони унутар њега немају тенденцију да усмере своја магнетна поља у истом смеру, тако да не могу да генеришу магнетизам помоћу своје комбиноване магнетне поља.
Међутим, електрони у УСб2 могу заједно да формирају квантно-механичке објекте назване „спинови ексцитони“.
Спин-ексцитони нису попут нормалних честица о којима сте сазнали у класи физике и хемије: електрони, протони, неутрони, фотони, итд. Уместо тога, они су квази-честице, честице које нису дискретни предмети у нашем универзуму, већ се понашају као да су .
Спинови ексцитони настају из интеракција група електрона и када се формирају, ствара се магнетно поље.
Према изјави истраживача одговорних за откриће УСб2, физичари су дуго сумњали да се групе спин ексцитона могу групирати заједно са магнетним пољима оријентисаним на исти начин. Ефекат су назвали магнетизмом на основу синглета. Појава је раније доказана укратко, крхким бљесковима у ултрахладним експерименталним срединама, где је чудна физика квантне механике често израженија.
Сада су физичари по први пут показали да ова врста магнета може постојати на стабилан начин и изван суперхладних средина.
У једињењу УСб2 магнетна поља се формирају у тренутку и нестају готово једнако брзо, објавили су истраживачи у раду објављеном 7. фебруара у часопису Натуре Цоммуницатионс.
У нормалним околностима, магнетни моменти у гвожђу постављени су постепено, без оштрих прелаза између магнетизованих и немагнетисаних стања. Код магнета који се базира на синглетима скок између стања је оштрији. Спин ексцитони, обично привремени предмети, постају стабилни када се групирају. А кад се ти кластери формирају, започињу каскаду. Попут домина које падају на место, спин-ексцитони веома брзо и изненада испуњавају целу супстанцу и поравнавају се један са другим.
То се чини да се догађа у УСб2.
Предност ове врсте магнета, написали су истраживачи у својој изјави, је у томе што се он између магнетизираних и немагнетизираних стања окреће много лакше него код нормалних магнета. С обзиром на то да се многи рачунари ослањају на пребацивање магнета напред и назад за складиштење информација, могуће је да би уређаји који се баве синглетом могли радити много ефикасније од класичних магнетних подешавања.
