Как вы знаете, электричество и магнетизм имеют довольно тесную связь. Ведь работающие высоковольтные ЛЭП формируют электромагнитное поле, а вращающиеся в генераторе магниты запускают процесс выработки электроэнергии. Но эта связь гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд, ведь присутствует электрическая и магнитная связь у некоторых материалов.
Так на электрические свойства оказывают влияние магнитные поля и наоборот. При таком раскладе говорят о «магнитоэлектрическом эффекте», который играет крайне важную роль в некоторых приборах.
Первые эксперименты с уникальным материалом
Научная группа Венского технологического университета провела исследование материала, для которого, на первый взгляд, невозможен был магнитоэлектрический эффект.
Был тщательно изучен так называемый лангасит – кристалл, состоящий из лантана, галия, кремния и кислорода, который при этом дополнительно легирован атомами гольмия.
При этом проведенные эксперименты показали, что в этом материале также наблюдается магнитоэлектрический эффект. Вот только работает отлично от привычного алгоритма.
Как оказалось, даже совсем незначительное изменение направления магнитного поля способно изменить электрические свойства материала в противоположное состояние.
Но вся загвоздка состоит в том, что по теории у данного материала не может наблюдаться магнитоэлектрический эффект, так как кристаллическая решетка лангасита идеально симметрична.
Для справки. Связь между электрическими и магнитными свойствами зависит от того, обладает ли кристалл внутренней симметрией или нет. Так если у кристалла вещества одна сторона кристалла является зеркальным отражением второй стороны, то в таком материале согласно теоретическим выкладкам.
Но как показали эксперименты, если увеличить силу магнитного поля, то происходит нечто необычное, а именно атомы гольмия изменяют свое первоначальное квантовое состояние и приобретают магнитный момент. Этот момент и нарушает идеальную симметрию кристалла.
Конечно, со стороны геометрии рассматриваемый кристалл остался все также идеально симметричным, вот только нужно еще и учитывать магнетизм атомов. А вот он как раз изменился и тем самым нарушил симметрию.
Получается, что электрическая поляризация кристалла может изменяться не за счет воздействия магнитного поля, а за счет магнитоэлектрического эффекта и электрического поля.
Но на этом уникальные свойства магнитоэлектрического эффекта не закончились. Оказывается, если незначительно изменить направление магнитного поля, то поляризация может полностью измениться на противоположную.
Иначе говоря, достаточно незначительно повернуть магнитное поле, чтобы стало возможно изменение электрической поляризации кристалла.
Это абсолютно новая форма магнитоэлектрического эффекта, которая ранее нигде не наблюдалась.
Каковы перспективы открытия
Любое открытие должно приносить пользу. Ученые планируют продолжить эксперименты и проверят, способно ли электрическое поле изменять электрические свойства. Если новый эксперимент удастся, то, используя новый принцип, можно будет реализовать твердотельную память абсолютно нового типа.
Понравился материал? Тогда ставим лайк, подписываемся и пишем комментарий. Спасибо за ваше внимание!