科学探索|科学家对加热后会冻结的磁性材料感到困惑科学家对加热后会冻结的磁性

据BGR报道，物理学家们发现，某些磁性材料在温度上升到一定程度时就会冻结。我们通常只在冷却磁性材料时看到这种行为，而不是在加热它们时。因此，它让物理学家们对这一发展感到困惑不解。

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荷兰拉德堡德大学的物理学家Alexander Khajetoorians说，磁性材料的冻结与我们通常看到的情况相反。Khajetoorians说，其结果是 “反直觉的，就像水被加热后变成了冰块” 。
通常情况下，像铁这样的铁磁材料具有排列的自旋。这意味着原子的磁自旋都是朝同一方向旋转的。从本质上讲，南磁极和北磁极都在同一方向上排列。不过，一些由铁和铜制成的合金具有随机的自旋。物理学家将这种状态称为自旋玻璃态。
物理学家说，大多数时候，你必须将材料结合在一起才能创造出自旋玻璃态。比如铁和铜的混合物。然而，钕是一种体验自旋玻璃态的元素，无需将其他材料混合在一起。而且，当被加热时，这种磁性材料会冻结。

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研究人员在《自然-物理学》上发表了关于这一现象的研究报告。根据该论文，他们将这些材料从零下268摄氏度加热到零下265摄氏度。仅仅加热这三摄氏度，就使磁性材料的自旋凝结成一个固体图案，形成磁铁。当重新冷却下来时，磁旋转又回到了正常的、随机的模式。
正如在上面指出的那样，这很耐人寻味，因为这种磁自旋的冻结通常只发生在磁性材料被冷却的时候，而不是被加热。因此，研究人员没有想到会观察到这种现象。通常情况下，较高的温度会增加固体、液体或气体的能量。这对磁性材料也是一样的。
【科学探索|科学家对加热后会冻结的磁性材料感到困惑】物理学家们说，这种行为是简并概念的一个例子。这基本上是说，许多不同的状态可以具有相同的能量，从而导致整个系统变得受挫。然后当达到一定的温度时，该系统就会断裂，导致其沉淀为一种模式。磁性材料的冻结是这个概念发挥作用的一个很好的展示。