Znanstveniki so odkrili popolnoma novo vrsto magneta, ki se skriva v uranovi spojini.
Spojina USb2 (spojina urana in antimona), tako imenovani magnet na osnovi singlet, je nov, saj ustvarja magnetizem na povsem drugačen način kot kateri koli drug magnet, ki ga znanstveniki poznajo.
Elektroni, ki so negativno nabiti delci, ustvarjajo lastna drobna magnetna polja. Ta polja imajo "severni" in "južni" pol, kar je posledica kvantne mehanske lastnosti, znane kot spin. V večini predmetov ta magnetna polja kažejo v naključne smeri in se med seboj prekličejo. (To je razlog, da vaše telo ni velikanski magnet.) Toda pri določenih materialih ta polja postanejo poravnana. Ko se to zgodi, ustvarijo magnetno polje, ki je dovolj močno, da na primer premakne kup železnih filmov ali povzroči, da kompas usmeri proti severu.
Tako rekoč vsak znani magnet v vesolju deluje tako, od tistih na vašem hladilniku in MRI-strojih do magnetizma planeta Zemlje.
Toda novo odkrit magnet, ki temelji na singletih, deluje na povsem drugačen način.
USb2 je kot mnoge druge snovi v tem, da elektroni v njem ne usmerjajo svojih magnetnih polj v isto smer, zato ne morejo ustvariti magnetizma s svojo kombinirano jakostjo magnetnega polja.
Vendar lahko elektroni v USb2 delujejo skupaj, da tvorijo kvantno-mehanske predmete, imenovane "spin ekscitoni."
Spin-ekscitoni niso podobni običajnim delcem, o katerih ste se naučili pri pouku fizike in kemije: elektroni, protoni, nevtroni, fotoni itd. Namesto tega so kvazipartikli, delci, ki v našem vesolju niso diskretni predmeti, ampak delujejo, kot so .
Spin ekscitoni nastanejo med interakcijami skupin elektronov in ko se oblikujejo, nastane magnetno polje.
Glede na izjavo raziskovalcev, odgovornih za USb2 odkritje, so fiziki že dolgo sumili, da se skupine spin ekscitonov lahko grozdijo skupaj z magnetnimi polji, usmerjenimi na enak način. Učinek so poimenovali magnetizem na osnovi singla. Pojav je bil predhodno dokazan na kratko, krhki utripi v ultra hladnih eksperimentalnih okoljih, kjer je čudna fizika kvantne mehanike pogosto bolj izrazita.
Zdaj so fiziki prvič pokazali, da lahko tovrstni magnet stabilno obstaja zunaj zunaj superhladnih okolij.
V spojini USb2 se magnetna polja bliskovito oblikujejo in skoraj tako hitro izginejo, so poročali raziskovalci v članku, objavljenem 7. februarja v reviji Nature Communications.
V normalnih okoliščinah se magnetni trenutki v železni palici postopoma poravnajo, brez ostrih prehodov med magnetiziranim in nemagnetiziranim stanjem. Pri magnetu s singletom je skok med stanji močnejši. Spin excitoni, navadno začasni predmeti, postanejo stabilni, ko se združijo. In ko se ti grozdi oblikujejo, začnejo kaskado. Tako kot domine, ki stopijo na svoje mesto, tudi spin-ekscitoni zelo hitro in nenadoma napolnijo celotno snov in se med seboj poravnajo.
Tako se zdi, da se dogaja v USb2.
Prednost tovrstnega magneta, so zapisali raziskovalci v svoji izjavi, je, da se med magnetiziranimi in nemagnetiziranimi državami prelevi veliko lažje kot običajni magneti. Glede na to, da se mnogi računalniki za shranjevanje informacij zanašajo na preklapljanje magnetov naprej in nazaj, je mogoče, da bi nekega dne na singletni napravi lahko delovali veliko bolj učinkovito kot običajne magnetne nastavitve.
