一组物理学家表示，他们发现了一种新型准粒子，这种准粒子似乎存在于所有磁性材料中，这暗示磁性并不像我们想象的那样静态。
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首先，什么是准粒子？在某些系统中，例如电路，可以出现。例如，在挤在一起的锂原子中，外壳中的电子能够移动到其他锂原子的壳层，并带走它们的负电荷。但间隙本身也可以被建模为粒子，带有自己的正电荷，在系统中移动。你可能认为这些准粒子并不重要，但它们可以告诉我们这些系统是如何工作的，并且涉及从电子设备到汽车的一切事物。热量传递。
在一项新研究中，密苏里大学的研究人员仔细研究了具有狭窄结构成分的纳米级蜂窝状钕 (Nd) 晶格，发现了新的。
“传统上，畴壁动力学被认为是纳米结构磁体动态行为背后的驱动机制，这需要磁场或电流应用。然而，在接近单畴极限（定义了收缩纳米磁体）的长度尺度上，磁相互作用的性质和随之而来的动态特性可能会发生巨大变化，”该团队在论文中解释道。
“在较小的单畴尺寸长度尺度（~10 nm）下，交换、各向异性和偶极项之间的竞争能量会导致宏观磁相关参数的固有波动。因此，可以出现一种新的动态机制，正如最近使用 Landau-Lifshitz 磁化模型对收缩纳米磁体进行的数值模拟所证明的那样。”
研究小组发现结构内存在“涡环状准粒子”，无论磁场强度和材料温度如何，这种结构都存在于所有磁性材料中。除此之外，他们还发现准粒子具有令人惊讶的动态性。
“我们都见过苏打水或其他碳酸饮料产品中形成的气泡，”密苏里大学策展人杰出物理和天文学教授卡斯滕·乌尔里希 (Carsten Ullrich) 在一份报告中解释道。陈述。 “准粒子就像那些气泡，我们发现它们可以以非常快的速度自由移动。”
随后在收缩的坡莫合金铁磁纳米磁晶格中发现了这些准粒子，尽管这些准粒子在蜂窝结构中更自由地移动。
研究小组在论文中补充道：“在具有纳米级元素的蜂窝结构中，由于纳米磁性几何形状的限制性质，准粒子不会被束缚在有序域上，这会阻止有序[反铁磁体]域的生长，因此准粒子可以自由移动。”
这种新的准粒子不仅很有趣，而且可能暗示着对磁性的更深入理解，还可能带来实用的结果。例如创造新一代更快、更高效的电子产品。具体来说，这可能在自旋电子学领域有用，或者“”，其中电子自旋而不是电荷用于存储和处理信息。
“这些电子的自旋性质是造成磁现象的原因，”该大学物理和天文学副教授、自旋电子学专家迪帕克·辛格补充道。 “电子有两个属性：电荷和自旋。因此，我们不使用传统的电荷，而是使用旋转或自旋属性。它更有效，因为自旋消耗的能量比电荷少得多。”
虽然令人兴奋，但在实际使用它之前还有很多事情需要弄清楚。但现在值得高兴的是，所有磁性材料中都存在一种准粒子，而我们直到现在才知道它。
该研究发表于物理评论研究。
