O gelo da água contém uma treliça cristalina de moléculas de água. Da mesma forma, um materials chamado gelo de rotação contém uma treliça cristalina de rotações magnéticas. A temperaturas ultrallow, as interações concorrentes desses rotações induzem fenômenos exóticos – como as quase -particulares que agem como cargas magnéticas isoladas ou monopoles magnéticos. Esse comportamento desafiou o entendimento, mas um passo em frente seria determinar as condições para as quais os gimes estão dentro ou fora do equilíbrio termodinâmico. Agora Félix Morineau no Instituto Néel (CNRS, Universidade Grenoble Alpes), França e seus colegas ajudaram a preencher essa lacuna de conhecimento (1).
Uma ferramenta-chave na física estatística é a chamada relação de flutuação-dissipação, que liga as flutuações térmicas de um sistema à sua dissipação de energia em resposta a perturbações externas. Um sistema em equilíbrio termodinâmico satisfaz essa relação, enquanto um fora de equilíbrio não. Através de medições de alta precisão de dois parâmetros (ruído magnético e suscetibilidade à corrente alternada), Morineau e seus colegas testaram a relação em dois giros arquetípicos-titanato de prósista e titanato de holmium-assim que diminuíram a temperatura de alguns kelvins para 150 mk.
A equipe constatou que a relação de flutuação -dissipação foi satisfeita acima de 400 Mk. Uma análise detalhada revelou, no entanto, que os giros estavam em equilíbrio termodinâmico international apenas acima de 650 mk. De 400 a 650 MK, o equilíbrio period apenas native, com regiões dos materiais presos em certos estados de magnetização. Abaixo de 400 Mk, a relação foi violada e os giros estavam fora de equilíbrio. Nesse regime, os pesquisadores observaram um processo de dissipação anteriormente não relatado, além dos efeitos do envelhecimento, nos quais as propriedades do sistema dependiam do tempo decorrido desde que o sistema foi preparado.
–Ryan Wilkinson
Ryan Wilkinson é um editor correspondente para Revista de Física com sede em Durham, Reino Unido.
Referências
F. Morineau et al.“Satisfação e violação da relação de flutuação-dissipação em materiais de gelo de spin”. Phys. Rev. Lett.134096702 (2025).
Uma nova fórmula que conecta a permeabilidade magnética de um materials à dinâmica de rotação foi derivada e testada 84 anos após a estréia de sua contraparte elétrica. Leia mais »
