Bizarul magnetism cuantic, observat pentru prima oară de fizicieni

Folosind atomi răciţi la temperaturi extrem de scăzute, fizicienii au observat pentru prima oară un fenomen extrem de ciudat denumit magnetism cuantic, fenomen care descrie comportamentul de magnet al atomilor singulari, conform LiveScience.com.
Cristina Dinu
28 mai 2013, 20:45
Bizarul magnetism cuantic, observat pentru prima oară de fizicieni

Magnetismul cuantic este puţin diferit de magnetismul în accepţiunea sa clasică pentru că atomii singulari au o calitate specifică particulelor ce poartă denumirea de spin (se rotesc în jurul axei proprii). Observarea comportamentului atomilor individuali a fost dificilă pentru că a necesitat răcirea atomilor până la temperaturi extrem de scăzute şi găsirea unei modalităţi de a-i ‘bloca’, scrie Agerpres.

Noua descoperire, prezentată pe larg în ultimul număr al revistei Science, deschide calea spre o mai bună înţelegere a unor fenomene fizice cum ar fi superconductivitatea, care pare să fie legată de proprietăţile cuantice colective ale unor clase de materiale.

Echipa de cercetători de la Institutul Tehnologic Federal din Elveţia, de la Zurih, s-a concentrat asupra spinului atomilor, pentru că acest spin conferă proprietăţile magnetice unui magnet – fiecare spin al atomilor dintr-un magnet este orientat în aceeaşi direcţie.

Pentru a obţine o imagine concretă a spinului atomic, cercetătorii au răcit atomi de potasiu până aproape de zero absolut (-273 grade Celsius). În acest mod, ‘zgomotul’ termic aleator – de fapt radiaţia de fundal – nu a afectat experimentul.

Apoi oamenii de ştiinţă au creat o ‘reţea optică’ – o structură formată din raze laser care se intersectează. Aceste raze interferează una cu cealaltă şi dau naştere unor regiuni cu energie potenţială ridicată şi respectiv scăzută. Atomii neutri (fără sarcină) tind să se concentreze în regiunile de energie scăzută, denumite ‘puţuri’ de energie scăzută.

Odată construită această ‘reţea’, atomii vor penetra aleator aceste ‘puţuri’ din cauza naturii cuantice a particulelor care le permite să fie în mai multe locuri în acelaşi timp, sau să aibă diferite niveluri energetice în acelaşi timp.

Un alt factor care determină unde se vor aşeza atomii în această incintă de raze laser este spinul lor. Astfel, doi atomi cu acelaşi spin nu se pot afla în acelaşi ‘puţ’ energetic din incinta alcătuită din raze laser. Acest lucru înseamnă că un atom are tendinţa de a pătrunde într-un ‘puţ’ energetic alături de un alt atom de spin opus. După o perioadă de timp se remarcă organizarea spontană a unei linii de atomi cu spinurile după un model nealeator. Acest tip de comportament este diferit pentru materialele din lumea macroscopică, a căror orientare poate acoperi o gamă variată de valori intermediare – acest comportament explică şi de ce majoritatea materialelor din lumea macroscopică nu sunt magneţi – spinurile electronilor din atomi sunt orientate aleator şi se anulează unul pe celălalt.

Exact acest lucru au descoperit cercetătorii elveţieni. Spinul atomilor se organizează, cel puţin la scara experimentului derulat.

‘Întrebarea care se pune este care sunt proprietăţile magnetice ale acestor lanţuri atomice unidimensionale?’, a declarat Tilman Esslinger, profesor de fizică la laboratorul ETH unde s-a derulat acest experiment. ‘Există materiale cu astfel de proprietăţi şi cum ar putea fi ele folosite?’, a mai adăugat el.

Acest experiment deschide posibilitatea creşterii numărului de atomi din aceste ‘reţele optice’ şi chiar obţinerea unor structuri atomice bidimensionale de tip reţea sau a unora triunghiulare.

‘Acest studiu oferă fundament pentru diferite alte chestiuni teoretice’, susţine profesorul Jong Han, specialist în fizica materiei condensate la State University of New York din Buffalo, care nu a participat însă la experiment. ‘Ei au stabilit faptul că au observat o ordine magnetică locală pentru grupuri de atomi’, a mai adăugat el.

Dacă această ordine identificată de oamenii de ştiinţă elveţieni se extinde şi la o scară mai mare rămâne o chestiune importantă, pentru că magnetismul rezultă din spinul atomilor aliniaţi. De obicei, aceste spinuri sunt aliniate aleator, însă la temperaturi foarte scăzute şi la scară mică acest lucru se schimbă şi astfel magneţii cuantici se comportă diferit.

DailyBusiness
Ce a putut să găsească Piedone la câteva restaurante de pe litoral. ANPC le-a suspendat activitatea pe loc: „A înflorit salcâmul în bucătărie”
Spynews
Elena Udrea iese din închisoare! Tribunalul Prahova a respins contestaţia înaintată de Direcţia Naţională Anticorupţie (DNA)
Bzi.ro
Ultima imagine cu Felix Baumgartner înainte de moarte. Ce a scris alături de imagine
Fanatik.ro
Cât trebuie să mănânci, de fapt, la vârsta de 50 de ani. Cele mai bune sfaturi ale unui nutriționist celebru
Capital.ro
Cartea de identitate trebuie schimbată neapărat. Românii sunt obligați. Anunț oficial de la Primărie
Playtech.ro
Cine se bate pe averea de 250 de milioane de euro a lui Felix Baumgartner. Mihaela Rădulescu nu are nicio șansă
DailyBusiness
Ce avere a lăsat Felix Baumgartner. Cine sunt succesorii legali ai iubitului Mihaelei Rădulescu
Adevarul
Israelul publică noi fotografii cu liderul de facto al Hamas. Cum încearcă să se ascundă ultimul comandant de rang înalt rămas în viață
wowbiz.ro
„Noi am fost DRAGOSTE”. Prima reacție a Mihaelei Rădulescu după moartea lui Felix Baumgartner
Spynews
Unde a fost găsită adolescenta de 14 ani, din Brăila, dispărută de aproape o săptămână. Părinții sunt încă în stare de șoc: "Are vânătăi"
Spynews
Sânziana Negru și Ștefan Floroaica și-au amenajat un colț de rai! Cum arată casa străbunicilor, după renovare | VIDEO
Evz.ro
Inflația explodează în România. Avertisment crunt din partea BNR
Ego.ro
Ce au observat experții, la aparițiile fiului cel mic al lui Kate Middleton și al Prințului William
Prosport.ro
Cum arată piscina complexului italian în care s-a prăbușit Felix Baumgartner
kanald.ro
Horoscop săptămânal Thomas Rob pentru 21 - 28 iulie 2025: Se dezlănțuie haosul pentru nativi! Se vor confrunta cu certuri, secrete și despărțiri
Cancan.ro
Mihaela Rădulescu, prima REACȚIE după moartea lui Felix Baumgartner. A postat un mesaj sfâșietor
Playsport.ro
Autopsia lui Felix Baumgartner a fost finalizată. Care a fost, de fapt, ce au descoperit medicii...
Capital.ro
Președintele Nicușor Dan, anunțul serii despre pensii: Eu am spus că a fost o greșeală...
StirileBZI
Câți bani pot să scoată românii de la bancomat în 2025. Băncile au impus noi limite!
Prosport.ro
Imagini spectaculoase cu Nicolae Dică și soția lui, în costum de baie roz, la plajă
stirilekanald.ro
VIDEO Noi detalii despre accidentul în care a murit Felix Baumgartner. Ce i-a adus, de fapt, sfârșitul
Fiica lui Sebastian Burduja a murit la 3 ani
MediaFlux
Vârsta de pensionare crește la 70 de ani! Se va aplica tuturor persoanelor născute după 31 decembrie 1970. Dezbateri privind noua lege într-o țară europeană
Shtiu.ro
CE ASCUNDE ultima CIFRA a CNP-ului? Dacă ai 3 sau 8 însemană că...
Puterea.ro
Hidrocentrala Răstolița renaște după trei decenii de pauză. Ministrul Energiei: „Fac tot ce ţine de mine ca să deblochez situatia”