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
De ce mamele aflate în concediu maternal trebuie să plătească CASS. Premierul Ilie Bolojan: „Nu ne mai putem permite să fim o țară de excepții”
Spynews
Un cioban a fost atacat de urs, într-o comună din Argeș. Un incident asemănător a avut loc în aceeași zonă în urmă trei zile
Bzi.ro
Piedone demască „super-ofertele” înșelătoare din Profi: Cum sunt păcăliți clienții cu promoțiile 5+1 la bere
Fanatik.ro
Sondaj INSCOP. Nicușor Dan i-a dezamăgit pe români. Câtă încredere mai au oamenii în președintele României
Capital.ro
O nouă lovitură pentru Elena Udrea. I se ia tot. S-a luat deja decizia. Nu mai poate face nimic
Playtech.ro
Oraşul din România, evitat de toţi turiştii după ’89. Era considerat cel mai periculos
DailyBusiness
Pensii 2025. Cu cât vor scădea pensiile de peste 3000 de lei, de la 1 august, după taxarea CASS
Adevarul
Piața imobiliară, în fierbere: apartamentele cu 3 camere din București se apropie de 200.000 de euro. Cu cât se scumpesc în alte mari orașe
wowbiz.ro
Anna, soția lui Mihai Leu, interviu în lacrimi: „I-am spus să se odihnească… și el mi-a răspuns cu o lacrimă, deși era în comă profundă”. Ultimele clipe ale campionului povestite în exclusivitate
Spynews
Iubita lui Iustin Petrescu, dezvăluiri exclusive la Un Show Păcătos! Hara a spus cum era influencerul când l-a cunoscut și a vorbit și despre Marilu Dobrescu: "A dat în el"
Spynews
Iustin Petrescu a ajuns la tribunal, alături de iubita lui. Astăzi are loc primul termen din procesul cu Marilu Dobrescu
Evz.ro
România ia foc. S-a ajuns la Cod Roșu prelungit. Va fi mai rău decât a fost vreodată
Ego.ro
Ion Iliescu NU a purtat niciodată verighetă! Secretele căsniciei cu Nina Iliescu FOTO
Prosport.ro
FOTO. Arată ca un manechin, dar a fost livratoare de mâncare
kanald.ro
Definitivat 2025. Peste 9.900 de profesori susțin azi proba scrisă! Au 4 ore la dispoziție pentru a rezolva subiectele
Cancan.ro
Ilie Bolojan a vorbit despre demisie: 'Altfel nu voi mai fi premier'
Playsport.ro
CALCUL: Cât vor plăti românii pe benzină și motorină de la 1 august, după majorarea accizelor și a TVA-ului
Capital.ro
Cutremur în Dosarul Caracal după 6 ani. Cazul NU s-a încheiat. Telefonul Luizei...
StirileBZI
Câți bani pot să scoată românii de la bancomat în 2025. Băncile au impus noi limite!
Prosport.ro
Prezentatoarea TV care întoarce toate privirile la 34 de ani e fericită, după ce iubitul cu 11 ani mai mic decât ea a semnat contractul vieții
stirilekanald.ro
Infern după inundațiile din Texas: crește bilanțul la 82 de morți. Mai multe fete din tabăra de vară, încă dispărute
FBI a terminat raportul legat de moartea Madalinei Manole. Ce au descoperit specialistii
MediaFlux
Imagini inedite. Președintele Nicușor Dan a ieșit pe stradă în pijama și papuci mov
Shtiu.ro
CE ASCUNDE ultima CIFRA a CNP-ului? Dacă ai 3 sau 8 însemană că...
Puterea.ro
Încă un lot din drumul de mare viteză Craiova – Târgu Jiu face un pas înainte! Cine sunt constructorii interesați