La magnetización de un material sin aplicar un campo magnético externo es propuesta por investigadores de la Universidad Estadual de São Paulo (UNESP), Brasil, en un artículo publicado en la revista Informes científicos , donde detallan el enfoque experimental utilizado para lograr este objetivo.

El estudio formó parte del Ph.D. investigación llevada a cabo por Lucas Squillante bajo la supervisión de Mariano de Souza, profesor del Departamento de Física de la UNESP en Rio Claro. También contribuyó Isys Mello, otro Ph.D. candidato supervisado por Souza, y Antonio Seridonio, profesor del Departamento de Física y Química de la UNESP en Ilha Solteira. El grupo contó con el apoyo de la FAPESP.

"En pocas palabras, La magnetización ocurre cuando una sal se comprime adiabáticamente, sin intercambiar calor con el ambiente externo, "Souza dijo." La compresión eleva la temperatura de la sal y al mismo tiempo reordena los giros de sus partículas. Como resultado, la entropía total del sistema permanece constante y el sistema permanece magnetizado al final del proceso ".

Para ayudar a comprender el fenómeno, Vale la pena recordar los conceptos básicos del giro y la entropía.

Spin es una propiedad cuántica que produce partículas elementales (quarks, electrones, fotones, etc.), partículas compuestas (protones, neutrones, mesones, etc.) e incluso los átomos y las moléculas se comportan como pequeños imanes, apuntando hacia el norte o el sur (giro hacia arriba y giro hacia abajo) cuando se somete a un campo magnético.

"Materiales paramagnéticos como el aluminio, que es un metal, se magnetizan solo cuando se aplica un campo magnético externo. Materiales ferromagnéticos, incluyendo hierro, pueden mostrar magnetización finita incluso en ausencia de un campo magnético aplicado porque tienen dominios magnéticos, "Explicó Souza.

La entropía es básicamente una medida de configuraciones o estados accesibles del sistema. Cuanto mayor sea el número de estados accesibles, mayor es la entropía. Físico austriaco Ludwig Boltzmann (1844-1906), utilizando un enfoque estadístico, asociado la entropía de un sistema, que es una magnitud macroscópica, con el número de posibles configuraciones microscópicas que constituyen su macroestado. "En el caso de un material paramagnético, la entropía incorpora una distribución de probabilidades que describe el número de giros hacia arriba o hacia abajo en las partículas que contiene, "Dijo Souza.

En el estudio publicado recientemente, se comprimió una sal paramagnética en una sola dirección. "La aplicación de tensión uniaxial reduce el volumen de sal. Debido a que el proceso se realiza sin ningún intercambio de calor con el medio ambiente, La compresión produce un aumento adiabático de la temperatura del material. Un aumento de temperatura significa un aumento de la entropía. Para mantener constante la entropía total en el sistema, debe haber un componente de reducción local de la entropía que contrarreste el aumento de temperatura. Como resultado, los giros tienden a alinearse, que conduce a la magnetización del sistema, "Dijo Souza.

La entropía total del sistema permanece constante, y la compresión adiabática produce magnetización. "Experimentalmente, La compresión adiabática se logra cuando la muestra se comprime durante menos tiempo del necesario para la relajación térmica, el tiempo típico que tarda el sistema en intercambiar calor con el medio ambiente. "Dijo Souza.

Los investigadores también proponen que el aumento adiabático de temperatura podría usarse para investigar otros sistemas que interactúan. como los condensados ​​de Bose-Einstein en aisladores magnéticos, y sistemas de hielo espín dipolar.