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Fisica dell'antiferromagnetismo

Fisica dell'antiferromagnetismo
Fisica dell'antiferromagnetismo

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Anonim

L'antiferromagnetismo, tipo di magnetismo nei solidi come l'ossido di manganese (MnO) in cui gli ioni adiacenti che si comportano come piccoli magneti (in questo caso ioni di manganese, Mn 2 +) si allineano spontaneamente a temperature relativamente basse in opposte o antiparallele, disposizioni in tutto il materiale in modo che non mostri quasi alcun magnetismo esterno grossolano. Nei materiali antiferromagnetici, che includono determinati metalli e leghe oltre ad alcuni solidi ionici, il magnetismo proveniente da atomi magnetici o ioni orientati in una direzione viene annullato dall'insieme di atomi magnetici o ioni che sono allineati nella direzione opposta.

magnetismo: antiferromagnetismo

Nelle sostanze note come antiferromagneti, le forze reciproche tra coppie di dipoli atomici adiacenti sono causate da interazioni di scambio,

Questo accoppiamento spontaneo antiparallelo di magneti atomici viene interrotto dal riscaldamento e scompare completamente al di sopra di una certa temperatura, chiamata temperatura di Néel, caratteristica di ciascun materiale antiferromagnetico. (La temperatura di Néel prende il nome da Louis Néel, fisico francese, che nel 1936 diede una delle prime spiegazioni dell'antiferromagnetismo.) Alcuni materiali antiferromagnetici hanno temperature di Néel a temperatura ambiente, o addirittura diverse centinaia di gradi sopra, ma di solito queste temperature sono più basse. La temperatura di Néel per l'ossido di manganese, ad esempio, è di 122 K (-151 ° C o -240 ° F).

I solidi antiferromagnetici presentano un comportamento speciale in un campo magnetico applicato a seconda della temperatura. A temperature molto basse, il solido non mostra alcuna risposta al campo esterno, poiché l'ordinamento antiparallelo dei magneti atomici è rigidamente mantenuto. A temperature più elevate, alcuni atomi si liberano dalla disposizione ordinata e si allineano con il campo esterno. Questo allineamento e il debole magnetismo che produce nel solido raggiungono il loro picco alla temperatura di Néel. Al di sopra di questa temperatura, l'agitazione termica impedisce progressivamente l'allineamento degli atomi con il campo magnetico, cosicché il debole magnetismo prodotto nel solido dall'allineamento dei suoi atomi diminuisce continuamente all'aumentare della temperatura.