O neodímio “congela” quando é aquecido. Descoberta intriga físicos

Quando materiais magnéticos são arrefecidos à temperatura certa, os seus átomos param de girar e “congelam”, fixando-se num padrão estático. Os físicos descobriram agora que o mesmo acontece com o neodímio, mas quando este é aquecido. O comportamento está a intrigar a comunidade científica.

“O comportamento magnético do neodímio que observamos é, na verdade, o oposto do que acontece ‘normalmente’. Isso é bastante contraintuitivo, é como dizer que a água se torna gelo quando aquecida”, explicou Alexander Khajetoorians, físico da Universidade holandesa de Radboud, um dos autores do estudo.

O neodímio é um material utilizado para criar ímanes, em combinação com o ferro e o boro. Considerado o mais poderoso de todos os ímanes permanentes, é usado em aplicações que exigem uma elevada força magnética. Um íman de neodímio com 2 gramas, por exemplo, pode levantar um bloco de aço com 2000 gramas.

De acordo com o ScienceAlert, na maioria dos materiais magnéticos, assiste-se a um ‘congelar’ das atividades dos átomos quando o material é sujeito a baixas temperaturas. No neodímio, da classe das terras raras, essencial na indústria dos semicondutores, acontece o mesmo, mas quando o material é aquecido.

Nos materiais ferromagnéticos convencionais, como o ferro, os átomos giram na mesma direção, com os polos magnéticos norte e sul orientados da mesma forma. Noutros tipos de ligas, como de cobre, a atividade é mais aleatória.

No caso do neodímio, só se conseguem ímanes excelentes quando este se mistura com outros elementos, ordenando, assim, a atividade dos átomos. No seu estado puro, o neodímio não se comporta como outros materiais magnéticos, com os físicos a determinar que se deve descrever a atividade dos átomos como autoinduzida.

Geralmente, quando se aquece um material a energia sobe também, aumentando a atividade e movimento dos átomos. Em sentido inverso, quando se arrefece, a atividade tende a abrandar.

Num estudo publicado recentemente na Nature Physics, investigadores liderados por Benjamin Verhlac, também da Universidade de Radboud, concluíram que o do neodímio “congela” quando passa dos -268 graus centígrados para -265 graus. Quando o voltaram a arrefecer, as rotações ficaram novamente desordenadas.

Apesar de ainda não haver explicação oficial para este comportamento, os físicos acreditam que tal se deva a um fenómeno designado de frustração, que ocorre quando um material não consegue atingir um estado de ordenamento, resultando num estado normal de desordem.

Os investigadores pretendem continuar a estudar este comportamento e, eventualmente, extrapolar as suas conclusões também para justificar outros comportamentos, noutros materiais.

  ZAP //

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