Neurejeni Isingov model, praktično

V današnjem Znanstvenem britOFFu bomo govorili o eksperimentalni realizaciji Isingovega modela z neredom v magnetnem polju. Eksperiment znanstvenikov in znanstvenic z univerz v Yalu, Minnesoti in Illinoisu, ki je bili objavljeni v Physical Review Letters, je tako prvi eksperimentalni prikaz neurejenega Isingovega modela.

Ameriški raziskovalci in raziskovalke so v eksperimentu uporabili nanomagnete, velike nekaj sto nanometrov. Nanomagnete so postavili tako, da jih je imela v izmeničnih vrsticah polovica severni pol obrnjen navzgor, polovica pa navzdol. V prisotnosti zunanjega magnetnega polja so se nanomagneti v vsakem drugem stolpcu poravnali z zunanjim. Magnetni momenti so se obračali v skupinah, vsako mikroskopsko obračanje je pripomoglo k obračanju bližnjih sosedov, nekako tako, kot deluje plaz.

Z večanjem zunanjega magnetnega polja so se magnetni momenti obračali v gručah, v plazovitih korakih. Izhajajoč iz konfiguracije osnovnega stanja, je raziskovalna skupina pri postopnem večanju zunanjega magnetnega polja slikala posamezen nanomagnetni moment. Uporabili so mikroskop na magnetno silo, ki z izjemno majhno magnetno iglo zazna privlak ali odboj magnetnega momenta glede na njegovo orientiranost. 

Odkrili so, da se magnetni momenti obračajo tako, kot to predvideva enodimenzionalni Isingov model naključnih polj. To je eden od temeljnih modelov fizike za opis velikih mrež magnetnih dipolnih momentov, ki so lahko usmerjeni navzgor ali navzdol. Meritve so izvedli večkrat na kristalih različnih velikosti, s čimer so pokazali, da je eksperiment možno ponoviti.

Metoda merjenja je uporabna tudi za druge eno- ali dvodimenzionalne sisteme s plazovitim obnašanjem, pri katerih je možna uporaba podobnih tehnik slikanja. Dobro proučen enodimenzionalni Isingov model nam odpira vrata za vrsto temeljnih in uporabnih študij, saj lahko z njim opišemo tudi obnašanje potresov, električnih omrežij in celo gibanje trendov na borzah.

Z magnetnimi momenti se je obračal vajenec Maks.