Los imanes permanentes más fuertes hoy en día contienen una mezcla de los elementos neodimio y hierro. Sin embargo, el neodimio por sí solo no se comporta como ningún imán conocido, confundiendo a los investigadores durante más de medio siglo. Los físicos de la Universidad de Radboud y la Universidad de Uppsala han demostrado queEl neodimio se comporta como un llamado 'vidrio giratorio autoinducido', lo que significa que está compuesto por un mar ondulado de muchos pequeños imanes girando a diferentes velocidades y evolucionando constantemente con el tiempo. Comprender este nuevo tipo de comportamiento magnético refina nuestra comprensión deelementos en la tabla periódica y eventualmente podrían allanar el camino para nuevos materiales para inteligencia artificial. Los resultados se publicarán el 29 de mayo, en ciencia .
"En un tarro de miel, puedes pensar que las áreas claras que se volvieron amarillas lechosas se han deteriorado. Pero, en cambio, el tarro de miel comienza a cristalizarse. Así es como puedes percibir el proceso de" envejecimiento "en neodimio".Alexander Khajetoorians, profesor de microscopía de sonda de escaneo, junto con el profesor Mikhail Katsnelson y el profesor asistente Daniel Wegner, descubrieron que el material de neodimio se comporta de una forma magnética compleja que nadie había visto antes en un elemento de la tabla periódica.
imanes giratorios y gafas
Los imanes se definen por un polo norte y sur. Al diseccionar un imán de refrigerador regular, se encuentran muchos imanes atómicos, llamados 'espines', que están todos alineados en la misma dirección y definen los polos norte y sur. De manera muy diferente,algunos materiales de aleación pueden ser un 'vidrio giratorio', los espines colocados aleatoriamente apuntan en todo tipo de direcciones. Los vidrios giratorios derivan su nombre de la estructura amorfa evolutiva de los átomos en un pedazo de vidrio. De esta manera, los vidrios giratorios enlazan magnéticoscomportamiento a fenómenos en materia más blanda, como líquidos y geles.
Se sabe que los vidrios giratorios a veces se producen en aleaciones, que son combinaciones de metales con uno o más elementos y con una estructura amorfa, pero nunca en elementos puros de la tabla periódica. Sorprendentemente, los investigadores de Radboud descubrieron que los espines atómicos deuna pieza perfectamente ordenada de los patrones de forma de neodimio de elementos de tierras raras que giran como una hélice pero cambian constantemente el patrón exacto de la hélice. Esta es la manifestación de un nuevo estado de la materia llamado 'vidrio giratorio autoinducido'.
Viendo la estructura magnética
"En Nijmegen, somos especialistas en microscopía de túnel de barrido STM. Nos permite ver la estructura de los átomos individuales y podemos resolver los polos norte y sur de los átomos", explica Wegner. "Con este avance enimágenes de alta precisión, pudimos descubrir el comportamiento en neodimio, porque pudimos resolver los cambios increíblemente pequeños en la estructura magnética. Eso no es algo fácil de hacer ".
Un material que se comporta como las neuronas
Este hallazgo abre la posibilidad de que este comportamiento magnético complejo y vítreo también se pueda observar en innumerables materiales nuevos, incluidos otros elementos en la tabla periódica. Khajetoorians: "Refinará el conocimiento de las propiedades básicas de la materia en los libros de texto. Pero lo harátambién proporciona un campo de pruebas para desarrollar nuevas teorías donde podamos vincular la física con otros campos, por ejemplo, la neurociencia teórica ".
"La evolución compleja del neodimio puede ser una plataforma para imitar el comportamiento básico utilizado en la inteligencia artificial", continúa Khajetoorians. "Todos los patrones complejos que pueden almacenarse en este material pueden vincularse al reconocimiento de imágenes".
Con el avance de la IA y su gran huella energética, existe una creciente demanda de crear materiales que puedan realizar tareas similares al cerebro directamente en hardware ". Nunca se podría construir una computadora inspirada en el cerebro con imanes simples, pero materiales con este complejoel comportamiento podría ser candidatos adecuados ", dice Khajetoorians.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Radboud Nijmegen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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