Te uporządkowane, a zarazem niepowtarzające się struktury wykazują właściwości, które mogą okazać się przydatne, na przykład w kontekście projektowania rozwiązań wykorzystywanych do przechowywania informacji. Poświęcone im ustalenia, za którymi stoją przedstawiciele Tokijskiego Uniwersytetu Naukowego, zostały niedawno zaprezentowane na łamach Materials Today Physics.
Czytaj też: Fizycy w szoku! Kwantowe fluktuacje nagle znikają w dwuwymiarowym nadprzewodniku
Jak podkreślają członkowie zespołu badawczego, udało im się sprawić, że kwazikryształy zmieniały swoje właściwości magnetyczne, przechodząc od zerowego całkowitego magnetyzmu do wysokiego. Wszystko to bez poważniejszej ingerencji, polegającej na zmianie elektronów. Jako że japoński kwazikryształ został poddany badaniom magnetyzmu po raz pierwszy w historii, to sprawa jest tym ciekawsza.
Poza przechowywaniem informacji, kwazikryształy mogłyby też przysłużyć się ludzkości na szereg innych sposobów. W grę wchodzą na przykład technologie chłodzenia magnetycznego oraz produkcja szeroko pojętej elektroniki. A jako że kwazikryształy są wciąż relatywnie słabo poznane, to może się okazać, że na naukowców wciąż czeka cała masa niezbadanych właściwości przez nie wykazywanych.
Kwazikryształy to ciała stałe, w których atomy układają się w pozornie regularną strukturę, choć bliższa inspekcja wykazuje, że wcale nie jest ona powtarzająca się
Ten konkretny składa się ze złota, galu oraz terbu i może przyjmować formę dwudziestiościanu lub przybliżonego kryształu w kształcie sześcianu. Ze względu na brak zgodności z klasycznym modelem ferromagnetyzmu Heisenberga, naukowcy spodziewają się, że takie kwazikryształy posiadają nanowzory magnetyczne w formie wirów. Z tego względu czasami przewija się pojęcie wirującego magnetyzmu.
Ogromny wpływ na właściwości kwazikryształów ma stosunek elektronów do atomów. Przy wskaźniku przekraczającym 1,9 mówi się o szkle spinowym, w którym momenty magnetyczne atomów oddziałują w sposób losowy. Przy wartościach w okolicach 1,8 występuje natomiast silnie wirujący ferromagnetyzm, za sprawą którego momenty magnetyczne są wyrównane, natomiast kryształ staje się namagnesowany.
Czytaj też: W tym materiale drzemie gigantyczny potencjał kwantowy. Naukowcy ujawnili jego właściwości
Kiedy jednak stosunek elektronów do atomów spadnie poniżej 1,7 , to kwazikryształ wykazuje naprawdę zadziwiające zachowanie. Co się wtedy dzieje? Wszystkie jego momenty magnetyczne znoszą się, przez co zmierzony zostaje zerowy całkowity magnetyzm. I choć mowa o wynikach uzyskanych w skrajnych warunkach, bo przy temperaturze o zaledwie kilka stopni wyższej od zera absolutnego, to i tak pozwalają one myśleć o praktycznych zastosowaniach kwazikryształów. Przywodzi to na myśl zjawiska takie jak nadprzewodnictwo, które również trudno jest osiągnąć, ale drzemiący w nim potencjał okazuje się iście zachwycający.