समजबूत स्थायी मैग्नेट में आज नियोडायमियम और लोहे के तत्वों का मिश्रण होता है। हालांकि, अपने आप में neodymium किसी भी ज्ञात चुंबक की तरह व्यवहार नहीं करता है, शोधकर्ताओं को आधी सदी से अधिक समय तक भ्रमित करता है। रैडबड यूनिवर्सिटी और उप्साला विश्वविद्यालय के भौतिकविदों ने दिखाया है कि नियोडिमियम एक तथाकथित 'स्व-प्रेरित स्पिन ग्लास' की तरह व्यवहार करता है, जिसका अर्थ है कि यह विभिन्न गति से घूमते हुए कई छोटे व्हर्लिंग मैग्नेट के एक लहरदार समुद्र से बना है और समय के साथ लगातार विकसित हो रहा है। इस नए प्रकार के चुंबकीय व्यवहार को समझना आवर्त सारणी पर तत्वों की हमारी समझ को परिष्कृत करता है और अंततः कृत्रिम बुद्धि के लिए नई सामग्रियों का मार्ग प्रशस्त कर सकता है। परिणाम 29 मई, 2020 को विज्ञान में प्रकाशित किए जाएंगे ।
"शहद के एक जार में, आप सोच सकते हैं कि एक बार स्पष्ट क्षेत्र जो दूधिया पीले हो गए थे, खराब हो गए हैं। लेकिन इसके बजाय, शहद का जार क्रिस्टलीकृत होने लगता है। इसी तरह आप नियोडिमियम में 'एजिंग' प्रक्रिया को महसूस कर सकते हैं। " अलेक्जेंडर खाजेटूरियन, स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी में प्रोफेसर, प्रोफेसर मिखाइल कैट्सल्सन और सहायक प्रोफेसर डैनियल वेगनर के साथ, ने पाया कि सामग्री नियोडिमियम एक जटिल चुंबकीय तरीके से व्यवहार करती है जिसे किसी ने पहले आवर्त सारणी पर एक तत्व में नहीं देखा था।
व्हर्लिंग मैग्नेट और चश्मा
मैग्नेट को एक उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव द्वारा परिभाषित किया गया है। एक नियमित रूप से फ्रिज चुंबक को अलग करने से, कई परमाणु चुंबक मिलते हैं, जिन्हें 'स्पिन' कहा जाता है, जो सभी एक ही दिशा में संरेखित होते हैं और उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव को परिभाषित करते हैं। अलग ढंग से, कुछ मिश्र धातु सामग्री एक 'स्पिन ग्लास' हो सकती है, जो सभी प्रकार के दिशाओं में बेतरतीब ढंग से लगाई गई स्पाइन पॉइंट है। स्पिन ग्लास कांच के एक टुकड़े में परमाणुओं के अनाकार विकसित संरचना से उनके नाम-रूप को प्राप्त करते हैं। इस तरह, स्पिन ग्लास चुंबकीय व्यवहार को तरल पदार्थ और जैल की तरह नरम पदार्थ में घटना से जोड़ते हैं।
नियमित मैग्नेट के विपरीत, स्पिन ग्लास ने परमाणु मैग्नेट को यादृच्छिक रूप से रखा है जो सभी प्रकार की दिशाओं में इंगित करते हैं। स्व-प्रेरित स्पिन ग्लास विभिन्न गति पर घूमते हुए मैग्नेट से बने होते हैं और समय के साथ लगातार विकसित होते रहते हैं। क्रेडिट: डैनियल वेगनर के सौजन्य से
स्पिन ग्लास को कभी-कभी मिश्र धातुओं में पाया जाता है, जो एक या अधिक तत्वों के साथ और एक अनाकार संरचना के साथ धातुओं के संयोजन होते हैं, लेकिन आवर्त सारणी के शुद्ध तत्वों में कभी नहीं होते हैं। हैरानी की बात है कि, रेडबाउड शोधकर्ताओं ने पाया कि दुर्लभ-पृथ्वी तत्व नियोडिमियम के पैटर्न के परमाणु टुकड़े एक पैटर्न है जो एक हेलिक्स की तरह घूमते हैं, लेकिन लगातार हेलिक्स के सटीक पैटर्न को बदलते हैं। यह इस मामले की एक नई स्थिति की अभिव्यक्ति है जिसे 'स्व-प्रेरित स्पिन ग्लास' कहा जाता है।
चुंबकीय संरचना को देखकर
“निजमेगेन में, हम सुरंगनुमा माइक्रोस्कोपी (एसटीएम) को स्कैन करने में विशेषज्ञ हैं। यह हमें व्यक्तिगत परमाणुओं की संरचना को देखने की अनुमति देता है, और हम परमाणुओं के उत्तर और दक्षिण ध्रुवों को हल कर सकते हैं, ”वेगनर बताते हैं। “उच्च परिशुद्धता इमेजिंग में इस प्रगति के साथ, हम नियोडिमियम में व्यवहार की खोज करने में सक्षम थे, क्योंकि हम चुंबकीय संरचना में अविश्वसनीय रूप से छोटे बदलावों को हल कर सकते थे। यह आसान काम नहीं है। ”
एक सामग्री जो न्यूरॉन्स की तरह व्यवहार करती है
यह खोज इस संभावना को खोलती है कि यह जटिल और कांचयुक्त चुंबकीय व्यवहार भी बेशुमार नई सामग्रियों में देखा जा सकता है, जिसमें आवर्त सारणी पर अन्य तत्व शामिल हैं। खज़ूरियन: “यह पदार्थ के मूल गुणों के बारे में पाठ्यपुस्तक के ज्ञान को परिष्कृत करेगा। लेकिन यह नए सिद्धांतों को विकसित करने के लिए एक सिद्ध आधार भी प्रदान करेगा जहां हम भौतिकी को अन्य क्षेत्रों से जोड़ सकते हैं, उदाहरण के लिए, सैद्धांतिक तंत्रिका विज्ञान। "
"न्यूज़िमियम का जटिल विकास कृत्रिम बुद्धिमत्ता में उपयोग किए जाने वाले बुनियादी व्यवहार की नकल करने का एक मंच हो सकता है," खगेटेरियन जारी है। "सभी जटिल पैटर्न जो इस सामग्री में संग्रहीत किए जा सकते हैं, उन्हें छवि मान्यता से जोड़ा जा सकता है।"
एआई और इसकी बड़ी ऊर्जा पदचिह्न की प्रगति के साथ, ऐसी सामग्री बनाने की मांग बढ़ रही है जो सीधे हार्डवेयर में मस्तिष्क जैसे कार्य कर सकते हैं। “आप सरल चुंबक के साथ एक मस्तिष्क-प्रेरित कंप्यूटर का निर्माण कभी नहीं कर सकते, लेकिन इस जटिल व्यवहार वाली सामग्री उपयुक्त उम्मीदवार हो सकते हैं,” खाजेटियूरियन कहते हैं।
