Magnete di molecola è molto Cool

- Oct 30, 2014-

I ricercatori hanno con successo nei magneti molecolari sono stati raffreddati sotto 1K, il primo è stato con l'implementazione di nanomagnete. Questa scoperta è molto importante, perché dimostra l'esperimento, così bassa temperatura può essere realizzato, la possibilità di un nuovo sistema di refrigerazione di aperto. Lavoro di comportamento quantico rivela anche nanomagnete.

Alcuni sistemi molecolari esibiscono comportamenti magnetici insoliti ed esotici, guidato dalla meccanica quantistica, che potrebbe un giorno essere sfruttata per applicazioni quali la computazione quantistica. Un fenomeno di interesse è l'effetto magnetocalorico (MCE), per cui quando un campo magnetico esterno applicato viene rimosso da un materiale magnetico, c'è una riduzione della temperatura.

Eric McInnes, della Università di Manchester nel Regno Unito e colleghi preparati un cluster molecolare contenenti sette centri di gadolinio, con sei formando un esagono e uno seduto al centro. 'Ogni ione di gadolinio è magnetico e in questa struttura ci aspettiamo che l'interazione debole di questi ioni magnetici per produrre un grande MCE,' dice McInnes.

Quando la squadra ha effettuato gli esperimenti MCE con campioni dei cristalli, la temperatura scese a circa 0.2K, la prima volta che un nanomagnete molecolare ha raggiunto sotto-Kelvin raffreddamento. I ricercatori hanno notato che quando il campo magnetico è stato ritirato, il calo della temperatura non è stato lineare, piuttosto era 'irregolare', che fornisce uno spaccato dello stato quantico del sistema.

Ogni centro di gadolinio si siede all'angolo di un triangolo; gli elettroni in queste posizioni si desidera accoppiare i spin con i loro vicini agli altri angoli del triangolo; ma perché ci sono tre di loro, uno ad ogni angolo, essi non possono tutti allineare simultaneamente. Questo è definito 'spin frustrazione'.

'Come procede la smagnetizzazione, la frustrazione di spin conduce ad uno stato metastabile spin in un certo intervallo di campo magnetico, che causa un temporaneo aumento di temperatura, prima che il sistema continua a raffreddare sulla diminuzione del campo magnetico,' dice McInnes. ' Abbiamo deciso di sfruttare la fisica di spin per realizzare la refrigerazione in questa molecola magnetica, e siamo riusciti a che. Ma in realtà il comportamento del sistema di raffreddamento ha rivelato nuove intuizioni della fisica di spin, e abbiamo scoperto più le proprietà magnetiche di quantum di questo sistema che sapevamo prima abbiamo iniziato.»

Commentando il lavoro, Euan Brechin, dell'Università di Edimburgo nel Regno Unito, dice: 'che cosa ciò dimostra è che alcuni tipi di molecole polimetallici è candidati realistici per l'occupazione in un Carnot ciclo [processo termodinamico utilizzato per creare la refrigerazione prolungata], e che offrono più libertà di progettare i cicli secondo specifiche esigenze.' fonte: rsc.org