Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Νότιγχαμ πρόσθεσαν ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία του μαγνητισμού. Η ανακάλυψή τους για τον εναλλακτικό μαγνητισμό, ένα φαινόμενο που αμφισβητεί τις συμβάσεις της φυσικής, φαίνεται να υπόσχεται έναν πλήρη επαναπροσδιορισμό της κατανόησής μας για τις μαγνητικές αλληλεπιδράσεις και να ανοίγει νέους δρόμους στην εξερεύνηση των υπεραγώγιμων υλικών.
Εναλλακτικός μαγνητισμός: δείτε τι ανακάλυψαν για τον μαγνητισμό που διαφέρει από ό,τι έχετε μελετήσει
Αλλά τι ακριβώς είναι ο εναλλακτικός μαγνητισμός; Για να τον κατανοήσουμε πλήρως, είναι απαραίτητο να κάνουμε ένα βήμα πίσω και να εξετάσουμε τις ήδη γνωστές μορφές μαγνητισμού.
Ο σιδηρομαγνητισμός, υπεύθυνος για την έλξη μεταξύ των κοινών μαγνητών, συμβαίνει όταν οι μαγνητικές ροπές ευθυγραμμίζονται προς την ίδια κατεύθυνση, όπως στρατιώτες σε πορεία. Ο αντισιδηρομαγνητισμός, αντίθετα, παρουσιάζει μια εναλλασσόμενη διάταξη, με τις γειτονικές μαγνητικές ροπές να δείχνουν σε αντίθετες κατευθύνσεις.
Ο εναλλακτικός μαγνητισμός, όπως υποδηλώνει το όνομα, εισάγει μια νέα διάσταση σε αυτό το τοπίο. Σε ένα εναλλακτικό μαγνητικό υλικό, κάθε μαγνητική ροπή προσανατολίζεται σε αντίθεση με τον γείτονά της, αλλά με μια λεπτή στροφή.
Αυτή η ιδιαίτερη διαμόρφωση προσδίδει στους εναλλακτικούς μαγνήτες έναν μοναδικό συνδυασμό ιδιοτήτων: τη σταθερότητα και την ετοιμότητα των αντισιδηρομαγνητών και την ευελιξία και ελεγχόμενη δυνατότητα των σιδηρομαγνητών.
Αλλά γιατί αυτή η ανακάλυψη είναι σημαντική για την υπεραγωγιμότητα; Όλα βρίσκονται σε μια μοναδική της ιδιότητα: την παραβίαση της χρονικής αμεταβλητότητας. Με απλά λόγια, αν “γυρίσουμε πίσω την ταινία” ενός φυσικού συστήματος που σέβεται τη χρονική αμεταβλητότητα, το σύστημα θα συμπεριφερθεί ακριβώς όπως όταν προχωρούσε προς τα εμπρός στον χρόνο. Πολλά φυσικά φαινόμενα, όπως η κίνηση ενός εκκρεμούς ή οι τροχιές των πλανητών, έχουν αυτή τη συμμετρία.
Οι εναλλακτικοί μαγνήτες, όμως, φαίνεται να αποτελούν εξαίρεση. Όταν ο χρόνος αντιστρέφεται, η μαγνητική τους συμπεριφορά αλλάζει. Αυτή η χρονική ασυμμετρία είναι εξαιρετικά σπάνια στη φύση και μπορεί να είναι το κλειδί για την κατανόηση της σχέσης μεταξύ μαγνητισμού και υπεραγωγιμότητας.
Οι υπεραγωγοί είναι υλικά που αγωγούν ηλεκτρισμό χωρίς καμία αντίσταση, αλλά η λειτουργία τους συνδέεται στενά με ορισμένες συμμετρίες της φυσικής. Μέχρι τώρα, υπήρχε ένα “χαμένο κομμάτι” στην κατανόησή μας για το πώς ο μαγνητισμός και η υπεραγωγιμότητα μπορούσαν να συνυπάρχουν και να αλληλεπιδρούν. Ο εναλλακτικός μαγνητισμός, με την ασυνήθιστη χρονική ασυμμετρία του, μπορεί να καλύψει αυτό το κενό.
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08234-x
