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
Busu, la un pas de moarte. Cine l-a salvat pe prezentatorul de la Pro TV: „Mi-a rupt cinci coaste și îi mulțumesc”
Spynews
Anunț ANM de ultimă oră! A fost emis cod galben de vreme severă. Zeci de județe, sub atenționare
Bzi.ro
Loredana Groza s-a sărutat cu un cal! Ipostază șocantă a devenit virală! – FOTO
Fanatik.ro
De ce să nu arunci varza murată chiar dacă a trecut iarna. Ce poți să faci cu ea pe timp de vară
Capital.ro
Documentul devine obligatoriu de azi, 2 aprilie. Toți românii trebuie să îl prezinte. Expiră în 2 ani
Playtech.ro
Cât ar costa Metrorex siguranța călătorilor. Costurile dotării stațiilor de metrou cu un sistem de protecție EXCLUSIV
DailyBusiness
Se schimbă data plății pensiilor în aprilie! Anunț oficial pentru toți pensionarii din România
Adevarul
Reacția lui Piedone în timpul unui control la o măcelărie plină de icoane: „Intrăm in biserică”. Patru restaurante din Sectorul 5 au fost închise
wowbiz.ro
Regele Charles, la spital! Palatul Buckingham a făcut anunțul cu privire la starea de sănătate a monarhului
Spynews
Insula din Grecia perfectă pentru familii. Priveliștile sunt spectaculoase, iar apele calme sunt ideale pentru înotătorii începători
Spynews
Cine sunt și cum arată surorile lui chef Alexandru Sautner. Doina Militaru și Cristina Iacob au gătit pentru jurați și au primit cuțitul de argint
Evz.ro
Icoana care îndeplinește dorințe. Biserica asaltată de credincioși
Ego.ro
Dana Budeanu... abia o mai recunoști! Cum arăta vedeta acum 15 ani
Prosport.ro
FOTO. Îi face concurență celei mai frumoase femei din lume
kanald.ro
Anunț important pentru românii care beneficiază de acest tip de pensie! Ce trebuie să facă pentru a nu rămâne fără venit
Cancan.ro
A apărut o nouă infracțiune în Codul Rutier. Ți se suspendă permisul de conducere instant, dacă faci asta
Playsport.ro
Incredibil! Cum poate să arate Sandra Izbașa la 11 ani după ce s-a retras din gimnastică. Imaginile au scăpat pe net
Capital.ro
Lovitură cumplită pentru Elena Udrea. E de negăsit! Anunțul a venit în cel mai prost moment
StirileBZI
Câți bani pot să scoată românii de la bancomat în 2025. Băncile au impus noi limite!
Prosport.ro
FOTO. Cea mai frumoasă fotbalistă din lume s-a iubit cu colega ei
stirilekanald.ro
Presimțirea sumbră a soției căpitanului Bătănoiu, comandatul de la manșa avionului prăbușit la Balotești
Florin Busuioc, internat de urgență la spital: „A fost o formă urâtă de gripă, m-a dărâmat complet”
MediaFlux
Întârzieri la plata pensiilor! Românii așteaptă și două luni să primească banii
Shtiu.ro
Cine a inventat CNP-ul și CE ASCUNDE ultima CIFRA a CNP-ului? Dacă ai 3 sau 8 însemană că...
Puterea.ro
Tragedia care a îndoliat Craiova. Tatăl și fiica de 7 ani, morți într-un accident în Serbia. „Daria, vei continua să dansezi printre îngeri“