عادة، يمكن أن تكون المادة إما مغناطيسية أو مستقطبة كهربائيًا، ولكن ليس كلاهما في نفس الوقت. الآن، اكتشف الباحثون في جامعة كوبنهاجن في الدنمارك مادة يمكن أن تكون مغناطيسية ومستقطبة كهربائيًا
الدكتور. نحماني موشيه
عادة، يمكن أن تكون المادة إما مغناطيسية أو مستقطبة كهربائيًا، ولكن ليس كلاهما في نفس الوقت. الآن، اكتشف الباحثون في جامعة كوبنهاجن في الدنمارك مادة يمكن أن تكون مغناطيسية ومستقطبة كهربائيًا. تفتح المادة المبتكرة نافذة على العديد من الإمكانيات الجديدة، على سبيل المثال - في تطوير أجهزة الاستشعار في مجالات التكنولوجيا في المستقبل. ونشرت نتائج البحث في مجلة Nature Materials المرموقة.
المواد القادرة على أن تكون مغناطيسية ومستقطبة كهربائيًا، والتي قد تتضمن خصائص إضافية، تسمى "متعددة الحديد" (دخول ويكيبيديا)، أي - لها أكثر من خاصية مغناطيسية، وسبق أن اكتشفها الباحثون الروس في ستينيات القرن الماضي. ومع ذلك، في ذلك الوقت لم تكن التكنولوجيا المناسبة لاختبار هذه المواد موجودة. الآن فقط، في السنوات الأخيرة، بدأ الباحثون في التركيز مرة أخرى على اختبار خصائص هذه المواد. توجد اليوم مرافق بحثية قادرة على تحليل المواد وصولاً إلى مستواها الذري.
"لقد قمنا بدراسة مركب الحديد TbFeO3، وهو مركب نادر يتواجد في الطبيعة، بمساعدة إشعاع نيوتروني قوي في مجال مغناطيسي، عندما تم تبريد درجة الحرارة إلى الصفر المطلق تقريبًا - 271 درجة مئوية تحت الصفر. وتمكنا من التعرف على أن الذرات الموجودة في المادة مرتبة في بنية شبكية متناسقة تتكون من صفوف من ذرات معدن التربيوم الثقيل تفصل بينها ذرات حديد وذرات أكسجين. هذه الشبكات معروفة في العلوم، لكن مجمعاتها المغناطيسية جديدة. عادة، توجد المجمعات المغناطيسية في خليط، لكننا اكتشفنا أن المجمعات في هذه المادة تقع في خط مستقيم، مثل السهم، والمسافات بينها متساوية. "لقد صُدمنا تمامًا عندما رأينا ذلك"، يوضح الباحث كيم ليفمان، الأستاذ في مركز علوم النانو بجامعة كوبنهاغن.
"تصف نماذج الكمبيوتر حالة تتفاعل فيها جدران التيربيوم مع بعضها البعض من خلال تبادل موجات الدوران (المغناطيسية) فيما بينها، وهي مغناطيسية يتم نقلها بمساعدة الشبكة الحديدية المغناطيسية. والنتيجة هي قوة مشابهة لقوة يوكاوا المعروفة في مجال فيزياء الجسيمات والفيزياء النووية. "أي أن المادة لها نفس القوى التي تربط الجزيئات معًا في النواة الذرية"، يوضح أحد الباحثين.
إن هذا التفاعل بين المعدن الانتقالي والحديد وعنصر التيربيوم النادر هو الذي يلعب دورًا مهمًا في هذه المادة المغناطيسية الكهربائية. تتسبب موجات الدوران لذرات التيربيوم في زيادة كبيرة في الاستقطاب الكهربائي، وتؤدي التفاعلات بين الأيونات والعناصر إلى ظهور أحد أقوى التأثيرات الكهروكهربائية التي تمت ملاحظتها على الإطلاق في المواد.
