這是一個奇怪的科學現象:超薄磁鐵是堅固的,但是當用激光擊敗時,它們的行為就像流體一樣。
學者已經知道了這一事實已有多年了。當超薄磁鐵被激光擊中時,它突然消失了。想像一下地面上的微型冰箱磁鐵。這是怎麼發生的?
在一項新研究中,科羅拉多大學博爾德大學的研究人員正在研究磁鐵如何恢復從這種脫離電磁,並以一秒鐘的一小部分返回其原始屬性。
研究的含義可以為計算機工程科學家說,特別是在計算機硬盤上。
激光器如何使磁磁體變成流體狀
有一個特定順序,即如何形成磁鐵的顆粒,以及帶有的材料磁性特性通常具有亞原子構建塊,無論是向上還是向下,它們都朝著相同的方向旋轉。地球的磁場以相同的方式工作。
但是,簡短的激光爆炸會破壞此命令。磁性特性開始變成“液滴”,這與一罐油和水被動搖時發生的情況相似。
由Ezio Iacocca和Mark Hoefer領導的科羅拉多大學博爾德大學的團隊撰寫了數學建模以及斯坦福大學SLAC國家加速器實驗室進行的數值模擬和實驗,以找到他們問題的答案。
“我們感興趣的是爆炸後發生的事情,”說IACOCCA。 “它如何恢復?”
Iacocca和他的同事們集中在磁鐵生命中的一個短而關鍵的點上:磁性金屬合金在短而高能的激光器上擊中的前20萬億美元。
一旦用足夠的激光脈衝擊中,磁鐵的“旋轉”或方向將不再只是向上或向下指向,而是在所有不同的方向上。
IACOCCA解釋說,這取消了3秒鐘的磁性,然後在微秒之後磁鐵恢復了平衡。
在爆發之間,發生了什麼事
研究人員想弄清楚在那段缺少的時間窗口中會發生什麼,並做到這一點,他們在加利福尼亞進行了一系列實驗。
Iacocca和他的同事用激光炸毀了一小塊Gadolinium-rion-Cobalt合金。之後,他們將結果與計算機模擬和數學預測進行了比較。
應用數學副教授Hoefer解釋說,金屬本身不會變成液體。取而代之的是,磁鐵中的旋轉或構建塊變得像流體一樣,它們四處走動並改變了海洋中的波浪。
一段時間後,無序的旋轉開始安頓下來,然後以相同的方向形成小簇。 Hoefer說,這些“液滴”將變得越來越大,因此與在罐子中分離的石油和水的比較。
研究的含義
但是,磁鐵並不總是返回其原始方向。在某些情況下,Hoefer說,磁鐵在被激光脈衝擊中後可以翻轉,然後從向下切換。
研究人員認為,當磁鐵從上到向下翻轉時,它可用於計算機工程。實際上,翻轉可以將信息存儲在計算機硬盤驅動器上,其中包括零和零。
IACOCCA認為,如果可以更有效地進行翻轉,甚至可以用來構建更快的計算機。他和他的同事正在更準確地理解翻轉行為,以便他們可以找到更快的磁鐵材料。
研究的細節已經出版在日記中自然通訊。
照片:道格拉斯·穆斯(Douglas Muth)|Flickr