۲/۱۰/۱۳۸۶

سرمايش مغناطيسي با افزايش مغناطيدگي

شكل جديدي از سرمايش مغناطيسي با مولكولهاي كوچك حلقوي شكل پديد آمد.
يكي از راههاي معمول سرمايش نمونه اي از ذرات اينست كه انرژي اضافه به محيط اطراف داده شود. راه ديگر براي چاييدن (chilling) اتمها كه با استفاده از چگاليدن بوز-انشتين صورت مي پذيرد، اينست كه بگذاريم اتمهاي داغتر از سيستم در بروند. در راه بعدي يعني سرمايش مغناطيسي هم از اسپين اتمها استفاده مي شود. اگر اسپينها را بصورت كامل يك سيستم بي دررو (از لحاظ گرمايي) در نظر بگيريم، با كاهش قدرت ميدانهاي مغناطيسي بكار رفته روي ماده، اسپينها بطور بي دررو ”سرد“ مي شوند. سپس مقداري از جنب و جوش و حرارت حركتهاي اتمي مولكولها به اسپينها منتقل مي شود و اين باعث سردشدن مولكولها مي شود.
اين ”نامغناطيدگي بي دررو adiabatic demagnetization“ بطور معمول در آزمايشگاههاي دماي پايين براي رسيدن به دماهايي حدود ميلي كلوين استفاده مي شود كه اين دما براي مطالعه ي هليوم 3 لازم است. اين قانون براي اسپين هسته ي اتمها هم استفاده مي شود و با اين شيوه مي توان در هسته ها مي توان به حدود دمايي 50 نانوكلوين در مس رسيد.
اينك فيزيكدانان دانشگاه ايرلانگن-نورنبورگ Erlangen-Nurnburg در آلمان براي اولينبار توانستند كاري بكنند كه با افزايش ميدان مغناطيسي بكار رفته روي مواد دماي آن پايين بيايد. اين ”مغناطيدگي بي دررو“ با استفاده از ”چرخهاي آهني ferric wheels“ (مولكولهاي حلقوي شكلي كه شش اتم آهن و كمي ناخالصي بشكل زير در خود دارد صورت پذيرفت.



شكل مولكولهاي چرخ آهني با ساختار NaFe6 يا triethanolamin6. در اين شكل مولكولهاي Fe+3 با رنگ قرمز نمايش داده شده اند، Na+ برنگ نارنجي، O با آبي ، N با سبز، C با زرد و اتمهاي H از قلم افتاده اند. عهده دار خاصيت مغناطيسي مولكول در واقع يونهاي Fe هستند.
منبع عكس: http://www.aip.org/mgr/png/2002/170.htm



پژوهشي اينچنين كه در آن برهمكنش بين اسپين و مولكول و همدوسي بين حالتها در طول زمان وجود دارد مي تواند براي علم كامپيوترهاي كوانتومي مفيد باشد.