نیوڈیمیم زیادہ درجہ حرارت پر 'جم جاتا ہے'

جب مقناطیسی مواد کو گرم کیا گیا تو محققین نے ایک عجیب و غریب طرز عمل کا مشاہدہ کیا۔جب درجہ حرارت بڑھتا ہے، تو اس مواد میں مقناطیسی گھماؤ ایک جامد موڈ میں "منجمد" ہو جاتا ہے، جو عام طور پر اس وقت ہوتا ہے جب درجہ حرارت گر جاتا ہے۔محققین نے اپنے نتائج کو جرنل نیچر فزکس میں شائع کیا۔

محققین نے یہ رجحان نیوڈیمیم مواد میں پایا۔کچھ سال پہلے، انہوں نے اس عنصر کو "خود حوصلہ افزائی اسپن گلاس" کے طور پر بیان کیا۔سپن گلاس عام طور پر دھات کا مرکب ہوتا ہے، مثال کے طور پر، لوہے کے ایٹموں کو تانبے کے ایٹموں کے گرڈ میں تصادفی طور پر ملایا جاتا ہے۔لوہے کا ہر ایٹم ایک چھوٹے سے مقناطیس یا اسپن کی طرح ہوتا ہے۔یہ تصادفی طور پر رکھے گئے گھماؤ مختلف سمتوں میں اشارہ کرتے ہیں۔

روایتی گھماؤ والے شیشوں کے برعکس، جو تصادفی طور پر مقناطیسی مواد کے ساتھ مل جاتے ہیں، نیوڈیمیم ایک عنصر ہے۔کسی دوسرے مادے کی عدم موجودگی میں، یہ کرسٹل شکل میں وٹریفیکیشن کے رویے کو ظاہر کرتا ہے۔گردش ایک سرپل کی طرح گردش کا ایک نمونہ بناتی ہے، جو بے ترتیب اور مسلسل بدلتی رہتی ہے۔

اس نئی تحقیق میں، محققین نے پایا کہ جب انہوں نے نیوڈیمیم کو -268 ° C سے -265 ° C تک گرم کیا، تو اس کا گھماؤ ایک ٹھوس پیٹرن میں "منجمد" ہو جاتا ہے، جو زیادہ درجہ حرارت پر مقناطیس بناتا ہے۔جیسے جیسے مواد ٹھنڈا ہوتا ہے، تصادفی طور پر گھومنے والا سرپل پیٹرن واپس آجاتا ہے۔

نیدرلینڈز کی ریڈباؤڈ یونیورسٹی میں اسکیننگ پروب مائکروسکوپ پروفیسر الیگزینڈر کھجیٹوریئنز نے کہا کہ 'جمنے' کا یہ طریقہ عام طور پر مقناطیسی مواد میں نہیں ہوتا ہے۔

زیادہ درجہ حرارت ٹھوس، مائعات یا گیسوں میں توانائی کو بڑھاتا ہے۔یہی بات میگنےٹس پر بھی لاگو ہوتی ہے: زیادہ درجہ حرارت پر، گردش عام طور پر ہلنا شروع ہو جاتی ہے۔

کھجیٹورین نے کہا، "ہم نے دیکھا کہ نیوڈیمیم کا مقناطیسی رویہ دراصل اس کے برعکس ہے جو 'عام طور پر' ہوتا ہے۔""یہ بالکل مخالف بدیہی ہے، جیسے پانی گرم ہونے پر برف میں بدل جاتا ہے۔"

یہ متضاد رجحان فطرت میں عام نہیں ہے - کچھ مواد غلط طریقے سے برتاؤ کرنے کے لئے جانا جاتا ہے۔ایک اور معروف مثال روچیل نمک ہے: اس کے چارجز زیادہ درجہ حرارت پر ایک ترتیب شدہ پیٹرن بناتے ہیں، لیکن کم درجہ حرارت پر تصادفی طور پر تقسیم ہوتے ہیں۔

اسپن گلاس کی پیچیدہ نظریاتی وضاحت 2021 کے فزکس کے نوبل انعام کا موضوع ہے۔یہ سمجھنا کہ یہ سپن شیشے کیسے کام کرتے ہیں سائنس کے دیگر شعبوں کے لیے بھی ضروری ہے۔

کھجیٹورین نے کہا، "اگر ہم آخر کار ان مواد کے رویے کو نقل کر سکتے ہیں، تو یہ بہت سے دوسرے مواد کے رویے کا بھی اندازہ لگا سکتا ہے۔"

ممکنہ سنکی رویے کا تعلق تنزلی کے تصور سے ہے: بہت سی مختلف ریاستوں میں ایک جیسی توانائی ہوتی ہے، اور نظام مایوس ہو جاتا ہے۔درجہ حرارت اس صورتحال کو تبدیل کر سکتا ہے: صرف ایک مخصوص حالت موجود ہے، جو نظام کو واضح طور پر موڈ میں داخل ہونے کی اجازت دیتی ہے۔

یہ عجیب رویہ نئی معلومات کے ذخیرہ یا کمپیوٹنگ کے تصورات، جیسے دماغ جیسے کمپیوٹنگ میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔