Para ilmuwan telah menemukan jenis magnet baru yang bersembunyi di senyawa uranium.
Senyawa, USb2 (senyawa uranium dan antimon), magnet yang disebut "berbasis singlet", adalah novel karena menghasilkan magnet dengan cara yang sama sekali berbeda dari magnet lain yang diketahui para ilmuwan.
Elektron, yang merupakan partikel bermuatan negatif, menghasilkan medan magnet kecil mereka sendiri. Bidang-bidang ini memiliki kutub "utara" dan "selatan", konsekuensi dari sifat mekanis kuantum yang dikenal sebagai putaran. Di sebagian besar objek, medan magnet ini menunjuk ke arah acak, membatalkan satu sama lain. (Inilah sebabnya tubuh Anda bukanlah magnet raksasa.) Namun dalam material tertentu, bidang-bidang itu menjadi sejajar. Ketika itu terjadi, mereka menciptakan medan magnet yang cukup kuat untuk, misalnya, memindahkan sekelompok besi yang berputar atau menyebabkan kompas mengarah ke utara.
Hampir setiap magnet yang dikenal di alam semesta bekerja dengan cara ini, dari yang ada di lemari es dan mesin MRI hingga magnet planet Bumi itu sendiri.
Tetapi magnet berbasis singlet yang baru ditemukan bekerja dengan cara yang sangat berbeda.
USb2 seperti banyak zat lain di mana elektron di dalamnya tidak cenderung mengarahkan medan magnet mereka ke arah yang sama, sehingga mereka tidak dapat menghasilkan magnet melalui kekuatan medan magnet gabungannya.
Namun, elektron dalam USb2 dapat bekerja bersama untuk membentuk objek mekanika kuantum yang disebut "spin exconon."
Spinason tidak seperti partikel normal yang Anda pelajari di kelas fisika dan kimia: elektron, proton, neutron, foton, dll. Sebaliknya, mereka quasipartikel, partikel yang bukan objek terpisah di alam semesta kita tetapi bertindak seperti .
Eksitasi spin muncul dari interaksi kelompok-kelompok elektron, dan ketika terbentuk, sebuah medan magnet tercipta.
Menurut sebuah pernyataan dari para peneliti yang bertanggung jawab atas penemuan USb2, fisikawan telah lama mencurigai bahwa kelompok-kelompok rangsangan spin mungkin berkumpul bersama dengan medan magnet mereka yang berorientasi dengan cara yang sama. Mereka menyebut efek magnet "berbasis singlet". Fenomena ini sebelumnya terbukti secara singkat, kilat rapuh dalam pengaturan eksperimental lewat dingin, di mana fisika aneh mekanika kuantum sering lebih jelas.
Sekarang, fisikawan telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa magnet semacam ini dapat eksis secara stabil di luar lingkungan supercool.
Dalam senyawa USb2, medan magnet terbentuk dalam sekejap dan menghilang dengan cepat, para peneliti melaporkan dalam sebuah makalah yang diterbitkan 7 Februari di jurnal Nature Communications.
Dalam keadaan normal, momen magnetik pada batang besi menjadi selaras secara bertahap, tanpa transisi tajam antara kondisi magnetis dan tidak termagnetisasi. Dalam magnet berbasis singlet, lompatan antar negara lebih tajam. Putar ekson, biasanya benda-benda sementara, menjadi stabil ketika mereka berkumpul bersama. Dan ketika kelompok-kelompok itu terbentuk, mereka memulai kaskade. Seperti halnya kartu domino yang jatuh ke tempatnya, putaran-putaran rangsangan mengisi seluruh bahan dengan sangat cepat dan tiba-tiba, dan sejajar satu sama lain.
Itulah yang tampaknya terjadi di USb2.
Keuntungan dari jenis magnet ini, tulis para peneliti dalam pernyataan mereka, adalah bahwa magnet ini membalik antara keadaan magnet dan tidak termagnetisasi jauh lebih mudah daripada magnet normal. Mengingat banyak komputer yang mengandalkan bolak-balik magnet untuk menyimpan informasi, mungkin saja perangkat berbasis singlet satu hari dapat berjalan jauh lebih efisien daripada pengaturan magnetik konvensional.
