[ad_1]

تصویر

تصویر: حلقه های ساخته شده گرداب درون میکرو کاپیتول مغناطیسی قرار می گیرد. چشم انداز بیشتر

اعتبار: اعتبار: کلر دونلی

آهن ربا اغلب زیبایی پنهان را پنهان می کند. یک آهنربا یخچال ساده بگیرید: برعکس ، از یک طرف “چسبناک” است ، اما از طرف دیگر نه. این راز در نحوه چیدمان مغناطیس به الگویی کاملاً مشخص در مواد نهفته است. بافت های مغناطیسی پیچیده تری در قلب بسیاری از فناوری های مدرن ، مانند دیسک های سخت قرار دارند. اکنون یک تیم بین المللی از دانشمندان موسسه پل شرر PSI ، ETH زوریخ ، دانشگاه کمبریج ، انستیتوی فیزیک و مهندسی دونتسک و موسسه ریاضیات دیجیتال RAS در مسکو از کشف ساختارهای مغناطیسی غیر منتظره در یک ستون کوچک از ماده مغناطیسی گادولینیم کبالت خبر داده اند. همانطور که در مقاله ای منتشر شده است که امروز در مجله Nature Physics منتشر شده است [1]، محققان پیکربندی هایی به شکل کانتور را در زیر میکرومتر مشاهده کردند که آنها را حلقه های گرداب مغناطیسی تشخیص دادند. فراتر از جذابیت زیبایی شناختی ، این بافت ها می توانند راهی برای ساختارهای سه بعدی پیچیده تر در بیشتر آهن ربا باشند و ممکن است روزی پایه ای برای کاربردهای جدید فناوری باشند.

بینش های خواب آور

تعیین دستگاه مغناطش در یک آهنربا ، به خصوص برای ساختارهای کوچک و در مقیاس نانو ، که مطالعات معمولاً محدود به مشاهده یک لایه کم عمق درست در زیر سطح است ، بسیار چالش برانگیز است. این در سال 2017 تغییر یافت ، زمانی که محققان PSI و ETH زوریخ روش پرتوی X جدیدی را برای نانوموتوگرافی آهنرباهای فله معرفی کردند ، که آنها در آزمایشات خود در منبع نور SLS سوئیس نشان دادند [2]. این پیشرفت دریچه ای منحصر به فرد به زندگی درونی آهن ربا را گشود و ابزاری را برای تعیین پیکربندی های مغناطیسی سه بعدی در مقیاس نانو در نمونه های میکرومتری فراهم کرد.

با استفاده از این فرصت ها ، اعضای تیم اصلی به همراه همکاران بین المللی اکنون قلمرو جدیدی را آغاز کرده اند. شکل های خیره کننده کانتور که مشاهده می کنند در همان نمونه های کبالت گابالینیوم میکرو ستونی دیده می شود که در آن قبلا پیکربندی های مغناطیسی پیچیده متشکل از گرداب ها – نوعی ساختار مشاهده شده هنگام بالا آمدن آب از یک غرق – و آنالوگ های توپولوژیکی آنها ، ضد گرداب این اولین بار بود ، اما وجود این بافت ها به خودی خود تعجب آور نیست. با این حال ، به طور غیرمنتظره ، دانشمندان بخیه هایی نیز یافتند که از جفت گرداب و ضد گرداب تشکیل شده است. این مشاهده در ابتدا گیج کننده بود. با استفاده از تکنیک های جدید پیشرفته تجزیه و تحلیل داده ها ، آنها سرانجام دریافتند که این ساختارها به اصطلاح حلقه های گرداب هستند – در اصل گرداب هایی به شکل دونات.

پیچ و تاب جدیدی در یک داستان قدیمی

حلقه های گرداب برای هرکسی که حلقه های دود را منفجر کرده یا دلفین هایی را مشاهده کرده است که برای سرگرمی خود و همچنین مخاطبان خود حباب های هوا حلقه ای شکل تولید می کنند ، آشنا هستند. حلقه های گرداب مغناطیسی تازه کشف شده به خودی خود جذاب هستند. مشاهدات آنها نه تنها پیش بینی های انجام شده در حدود دو دهه پیش را تأیید می کند ، بلکه همچنین می تواند وجود چنین ساختارهایی را تأیید کند. آنها همچنین شگفتی هایی را ارائه دادند. به طور خاص ، حلقه های گرداب مغناطیسی زودگذر پیش بینی شده بود ، اما در آزمایشاتی که اکنون گزارش شده است ، این ساختارها بسیار پایدار هستند.

پایداری حلقه های گرداب مغناطیسی باید پیامدهای عملی مهمی داشته باشد. از یک طرف ، آنها می توانند به طور بالقوه از طریق مواد مغناطیسی حرکت کنند ، زیرا حلقه های دود به طور پایدار از طریق هوا یا حباب های هوا از طریق آب حرکت می کنند. یادگیری نحوه کنترل حلقه ها در حجم آهنربا می تواند چشم اندازهای جالبی را برای ذخیره سازی و پردازش داده های سه بعدی با صرفه جویی در انرژی ایجاد کند. همچنین به فیزیک این ساختارهای جدید نیز علاقه مند است ، زیرا حلقه های گرداب مغناطیسی می توانند اشکالی به خود بگیرند که برای نمونه های دود و حباب آنها امکان پذیر نباشد. این تیم در حال حاضر برخی از تنظیمات منحصر به فرد را مشاهده کرده است و در آینده مطالعه بیشتر آنها نوید زیبایی مغناطیسی بیشتر را می دهد.

###

1. مشاهده تجربی حلقه های گرداب در آهن ربا های فله

کلر دونلی ، کنستانتین ال متلوف ، والریو اسکانیولی ، مانوئل گویسار- سیکایروس؟ ، میرکو هولر ، نیکلاس اس. بینگهام ، یورگ راابه؟ ، لورا جی. هایدرمن ، نیگل آر کوپر؟ ، سباستین گلیگا

فیزیک طبیعت 30 نوامبر 2020 (آنلاین)

DOI: 10.1038 / s41567-020-01057-3

2. ساختارهای مغناطش سه بعدی که توسط نانوتوموگرافی بردار اشعه X آشکار شده است

کلر دونلی ، مانوئل گویزار-سیکایروس ، والریو اسکانیولی ، سباستین گلیگا ، میرکو هولر ، جورگ رابه ، لورا جی.

طبیعت 547 ، 328-331 (2017)

DOI: 10.1038 / nature23006

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir