发现新的“旋转”物质发现：自诱导旋转玻璃

时间：2021-09-21 11:52:02 来源：

最强的永久磁铁含有元素钕和铁的混合。然而，其自身的钕不像任何已知的磁铁一样，混淆研究人员超过半个世纪。Radboud大学和乌普萨拉大学的物理学家表明，钕表现得像一个所谓的“自我诱导的旋转玻璃”，这意味着它由一个以不同速度循环循环的许多微小旋转磁铁的波纹海洋组成。了解这种新型磁性行为完善了我们对周期表上的元素的理解，最终可以为人工智能的新材料铺平道路。结果将于2020年5月29日在科学中发表。

“在一罐蜂蜜中，你可能会认为曾经喝过乳白色的清晰区域已经变坏了。而是，蜂蜜罐开始结晶。这就是你如何在钕中的“老龄化”过程。“Alexander Khajetoorians，扫描探针显微镜教授，以及Mikhail Katsnelson教授和Daniel Wegner教授，发现该材料钕表现出一种复杂的磁路，在周期表上的一个元素之前没有看到。

旋转磁铁和眼镜

磁铁由北极和南极定义。解剖常规冰箱磁铁，一个发现许多原子磁铁，所谓的“旋转”，沿着相同的方向对齐并限定北极和南极。完全不同，一些合金材料可以是“旋转玻璃”，在各种方向上随机放置旋转点。旋转眼镜从一块玻璃中的原子的无定形演变结构中获得他们的名称。以这种方式，旋转眼镜在柔软的物质中将磁性行为联系起来，如液体和凝胶。

与常规磁铁相反，旋转眼镜具有随机放置在各种方向上的原子磁铁。自诱导的旋转玻璃由旋转磁铁以不同的速度循环，并且随着时间的推移不断发展。

已知有时在合金中出现旋转玻璃，其是金属与一种或多种其他元素的组合，并且具有非晶结构，但从未在周期表的纯元素中。令人惊讶的是，拉德德的研究人员发现，一个完美有序的稀土元素钕形式的原子旋转像旋转像螺旋，但不断改变螺旋的确切图案。这是一个新的物质状态的表现为“自我诱导的旋转玻璃”。

看到磁性结构

“在奈梅亨，我们是扫描隧道显微镜（STM）的专家。它允许我们看到史式原子的结构，我们可以解决原子的北极和南极，“Wegner解释道。“随着这种推进的高精度成像，我们能够发现钕中的行为，因为我们可以解决磁性结构的令人难以置信的小变化。这不是一件简单的事情。“

一种表现为神经元的材料

该发现开辟了这种复杂和玻璃磁性的可能性，也可以在不可数的新材料中观察到，包括周期表上的其他元素。Khajetoorians：“它将改进物质基本属性的教科书知识。但它还将提供一种证明场，可以在可以将物理链接到其他领域，例如理论神经科学。“

“钕的复杂演变可能是模仿人工智能中使用的基本行为的平台，”Khajetoorians继续。“可以存储在此材料中的所有复杂模式都可以与图像识别相关联。”

随着AI的进步及其大能量足迹，越来越多的需求来创建可以直接在硬件中执行大脑的任务的材料。“你永远无法用简单的磁铁建造一个脑启发电脑，但是具有这种复杂行为的材料可能是合适的候选人，”Khajetoorians说。

参考：由Umut Kamber，Anders Bergman，Andreas Eich，Diana IICHER，Nadine Hauptmann，LarsNordström，米哈伊尔I. Katsnelson，Daniel Wegner，Olle Eriksson和Alexander A.Khajetorians 2020年5月29日，Science.Doi：10.1126 / science.aay6757

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