激光使磁铁像液体一样工作。

激光使磁铁像液体一样工作。

多年来,研究人员一直在研究一种奇怪的现象:当你用激光击中一块超薄磁铁时,它会突然去磁。想象一下冰箱上的磁铁突然脱落。

现在,铜博尔德的科学家们正在研究磁铁是如何从这种变化中恢复过来的,并在不到一秒钟的时间内恢复其特性。

根据本周发表在《自然通讯》上的一项研究,被击打的磁铁实际上表现得像液体。它们的磁性开始形成“液滴”,类似于你摇动一罐油和水时所发生的情况。

为了找到答案,库博尔德的埃齐奥·亚科卡,马克·霍弗和他们的同事利用了斯坦福大学SLAC国家加速器实验室进行的数学建模、数值模拟和实验。

“研究人员一直在努力了解当你爆炸磁铁时会发生什么,”这项新研究的主要作者、应用数学系的研究助理Iacocca说。“我们感兴趣的是你爆炸后会发生什么。它是如何恢复的?“

特别是,研究小组将注意力集中在磁铁寿命中的一个短而关键的时间上,即磁铁、金属合金被短而高能的激光击中后的前20万亿分之一秒。

Iacocca解释说,从本质上讲,磁铁是很有组织的。他们的原子组成块有方向,或者说“旋转”,倾向于指向同一方向,或者向上或者向下,想想地球磁场,它总是指向北方。

WPAP6022602毫克

图片说明:磁性“水滴”与油和水的图像并列。

但是,也就是说,当你用激光爆炸它们的时候。Iacocca说,用足够短的激光脉冲击中磁铁,就会导致混乱。磁铁内的旋转不再仅仅指向上下,而是指向所有不同的方向,从而抵消了金属的磁性。

美国国家标准与技术研究所(NIST)的客座研究员艾科卡说:“研究人员已经解决了激光脉冲后3皮秒,然后磁铁在一微秒后恢复平衡时所发生的情况。”“在两者之间,有很多未知的东西。”

未知

亚科卡和他的同事想填补这一空缺。为此,研究小组在加利福尼亚州进行了一系列实验,用激光爆破出微小的钆铁钴合金片。然后,他们将结果与数学预测和计算机模拟进行了比较。

而且,研究小组发现,物质是流动的。霍弗是应用数学的副教授,他很快指出金属本身并没有变成液体。但是这些磁铁内部的旋转就像液体一样,像海浪在海洋中撞击一样移动和改变方向。

新研究的合著者Hoefer说:“我们用数学方程来模拟这些旋转,以证明它们在短时间内表现得像超流体。”

他补充说,稍等片刻,那些游动的纺锤就开始落下了,形成了本质上方向相同的小团簇,“液滴”,其中纺锤都指向上下。再等一段时间,研究人员计算出这些液滴会越来越大,因此与从罐子中分离出来的油和水相比。

“在某些地方,磁铁又开始向上或向下指向,”霍弗说。“这就像是这些大集团的种子。”

霍弗补充说,一个被击打的磁铁并不总是回到原来的样子。在某些情况下,磁铁可以在激光脉冲后翻转,从上到下切换。

工程师们已经利用这种翻转行为,将信息以1和0的位的形式存储在计算机硬盘上。Iacocca说,如果研究人员能够找到更有效地翻转的方法,他们可能能够构建更快的计算机。

伊科卡说:“这就是为什么我们想确切地了解这个过程是如何发生的,所以我们可以找到一种翻转更快的材料。”

这项研究部分得到了美国能源部基础能源科学部的支持。

» 本文来自:港泉SMT » 激光使磁铁像液体一样工作。 » 版权归原作者所有,转载务必注明出处。

» 链接地址:https://www.vipsmt.com/news/hydt/37067.html