Вчені вперше спостерігали дивну форму магнетизму, передбачену десятки років тому
Експерименти швейцарських учених показали, що штучно створений матеріал починає поводитися як магніт під впливом незвичайного механізму. До цього часу фізики описували його лише теоретично. Поки що нова форма магнетизму проявляється лише за досягненні певним матеріалом температури, близька до абсолютному нулю, але дослідники збираються перевірити, чи не можна домогтися тієї самої ефекту за тепліших умовах.
Магніти на кшталт тих, що висять у нас на холодильниках — приклад феромагнетизму, однієї з трьох форм магнетизму, властивих речовині. Вона виникає, коли спини всіх електронів у матеріалі вказують в один бік. До інших, слабших проявів магнетизму, відносять парамагнетизм, діамагнетизм і антиферомагнетизм.
Фахівці Вищої технічної школи Цюріха відкрили дивну нову форму магнетизму, досліджуючи магнітні властивості експериментальних матеріалів муарових, що виникають при накладенні один на одного двомірних листів диселеніду молібдену і дисульфіду вольфраму. Ці матеріали мають гратчасту структуру, яка може утримувати електрони, пише New Atlas.
Щоб з'ясувати, який тип магнетизму є у цих муаровых матеріалах, дослідники спочатку направили туди електричний струм і поступово підвищували напругу. Потім, вимірюючи магнетизм, вони висвітлили матеріал лазерним променем і визначили силу відбитого світла різних показників поляризації. Це дозволяє зрозуміти чи вказують спини електронів в одному напрямку (у разі феромагнетизму) чи ні (парамагнетизм).
Спочатку матеріал поводився як парамагнетик, але з додаванням у ґрати електронів його властивості несподівано почали змінюватися убік феромагнетизму. Цікаво, що це зрушення відбувається саме коли електронів у ґратах стає занадто багато, що виключає обмінну взаємодію.
"Це яскраве свідчення нового типу магнетизму, який не можна пояснити обмінною взаємодією", - сказав Атач Імамоглу, головний автор статті, що вийшла в журналі Nature.
Дослідники запропонували інший механізм: коли в осередки решітки проникає більше одного електрона, вони об'єднуються в частинки «дублони», які заповнюють усі ґрати за допомогою квантового тунелювання. Але як тільки це відбувається, електрони мінімізують свою кінетичну енергію, упорядкувавши свої спини так виникає феромагнетизм. Ця «кінетична» форма магнетизму була передбачена теорії кілька десятків років тому, але досі в твердих матеріалах її ніхто не спостерігав.
Донедавна використання магнітної сили керувати об'єктами з відривом вважалося непрактичним. Сила магнітного поля швидко падає зі збільшенням відстані між джерелом і об'єктом. Однак команді військових учених з КНР вдалося, мабуть, обійти цю скруту. На дистанції до 1 км створений ними пристрій здатний зупинити або перенаправити великий уламок космічного сміття, не давши йому потрапити у корабель чи супутник.