یخ اسپینی مادهای با بیش از یک حالت کمینهٔ انرژی است. این ماده درجات آزادی اسپینی دارد و آهنربایی است با برهم کنش های خنثی که مانع یخ زدن کامل آن می شود. سیستم خنثی سیستمی است که تقارنش مانع برهم کنش های متقابل در آن می شود. چنین سیستم هایی در تمام حوزه های علوم فیزیکی و زیستی رایج هستند. در اکثر موارد این سیستم ها می توانند حالت پایهٔ نامنظم با تبهگنی ماکروسکوپی داشته باشند که شامل تعداد زیادی حالت های متناظر برای یک مقدار انرژی است. شاید تعریف پاولینگ از بی نظمی پروتونها در دمای پایین یخ آب اولین شناخت از این پدیده باشد. [ ۱]
یخ های اسپینی خصوصیات دمای پایین، به ویژه آنتروپی پسماند که مانند یخ آب بلوری است را نشان می دهند. تیتانات دیسپروزیوم و تیتانات هولمیم مهم ترین ترکیباتی هستند که این مشخصات را دارند. آزمایش های اخیر شواهدی برای وجود تک قطبی های مغناطیسی آزاد در این مواد، [ ۲] [ ۳] به اثبات رسانده اند که مشابه خصوصیات تک قطبی های مغناطیسی فرضی موجود در خلأ است.
در سال ۱۹۳۵، لینوس پاولینگ دریافت که ساختار یخ آب درجاتی از آزادی را نشان می دهد که حتی در صفر مطلق هم بی نظم باقی می ماند؛ بنابراین انتظار می رود یخ آب حتی هنگام یخ زدن در دمای صفر، آنتروپی پسماند داشته باشد که به معنای بی نظمی ذاتی است. این موضوع نتیجهٔ این حقیقت است که ساختار یخ شامل اتم های اکسیژن با چهار اتم هیدروژن همسایه است. نزدیک هر اتم اکسیژن دو اتم هیدروژن قرار می گیرد ( که تشکیل مولکول مرسوم H2O را می دهد ) و دوتای دیگر در فواصل دورتر قرار می گیرد ( اتم های هیدروژن مولکول های آب مجاور ) . پاولینگ نشان داد که تعداد پیکربندی هایی که از قاعدهٔ «حاکم بر یخ» پیروی می کنند، به طور نمایی با اندازهٔ سیستم رشد می کنند و بنابراین انتظار می رود که آنتروپی دمای صفر یخ، بزرگ باشد. [ ۴]
یافته های پاولینگ توسط اندازه گیری های گرمای ویژه تأیید شد، هرچند بلورهای خالص یخ آب به سختی ایجاد می شوند. یخ های اسپینی موادی شامل یون های چهاروجهی با اسپین غیرصفر هستند که باید به علت برهم کنش های بین یون های همسایه، قاعدهٔ " حاکم بر یخ اسپینی " را مشابه با یخ آب ارضا کنند؛ بنابراین مواد یخ اسپینی همان خصوصیات آنتروپی پسماند یخ آب را نشان می دهند. هرچند بسته به مادهٔ استفاده شده در یخ اسپینی، عموماً ایجاد بلورهای منفرد بزرگ یخ اسپینی آسان تر از یخ آب است. به علاوه برهم کنش میدان مغناطیسی با اسپین ها در مادهٔ یخ اسپینی باعث می شود مواد یخ اسپینی برای بررسی آنتروپی پسماند خیلی بهتر از یخ آب باشند. اولین مواد شناخته شده به عنوان یخ های اسپینی مولکول های هرمی شکل Dy2Ti2O7 ( تیتانات دیسپروزیم ) ، Ho2Ti2O7 ( تیتانات هولمیم ) و Ho2Sn2O7 ( استانات هولمیم ) بودند. اخیراً شواهد قانع کننده ای گزارش شده که نشان می دهد Dy2Sn2O7 ( استانات دیسپروزیم ) هم یخ اسپینی است. [ ۱] مواد یخ اسپینی با بی نظمی یون های مغناطیسی توصیف می شوند، حتی وقتی یون های یاد شده در دماهای خیلی پایین باشند.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفیخ های اسپینی خصوصیات دمای پایین، به ویژه آنتروپی پسماند که مانند یخ آب بلوری است را نشان می دهند. تیتانات دیسپروزیوم و تیتانات هولمیم مهم ترین ترکیباتی هستند که این مشخصات را دارند. آزمایش های اخیر شواهدی برای وجود تک قطبی های مغناطیسی آزاد در این مواد، [ ۲] [ ۳] به اثبات رسانده اند که مشابه خصوصیات تک قطبی های مغناطیسی فرضی موجود در خلأ است.
در سال ۱۹۳۵، لینوس پاولینگ دریافت که ساختار یخ آب درجاتی از آزادی را نشان می دهد که حتی در صفر مطلق هم بی نظم باقی می ماند؛ بنابراین انتظار می رود یخ آب حتی هنگام یخ زدن در دمای صفر، آنتروپی پسماند داشته باشد که به معنای بی نظمی ذاتی است. این موضوع نتیجهٔ این حقیقت است که ساختار یخ شامل اتم های اکسیژن با چهار اتم هیدروژن همسایه است. نزدیک هر اتم اکسیژن دو اتم هیدروژن قرار می گیرد ( که تشکیل مولکول مرسوم H2O را می دهد ) و دوتای دیگر در فواصل دورتر قرار می گیرد ( اتم های هیدروژن مولکول های آب مجاور ) . پاولینگ نشان داد که تعداد پیکربندی هایی که از قاعدهٔ «حاکم بر یخ» پیروی می کنند، به طور نمایی با اندازهٔ سیستم رشد می کنند و بنابراین انتظار می رود که آنتروپی دمای صفر یخ، بزرگ باشد. [ ۴]
یافته های پاولینگ توسط اندازه گیری های گرمای ویژه تأیید شد، هرچند بلورهای خالص یخ آب به سختی ایجاد می شوند. یخ های اسپینی موادی شامل یون های چهاروجهی با اسپین غیرصفر هستند که باید به علت برهم کنش های بین یون های همسایه، قاعدهٔ " حاکم بر یخ اسپینی " را مشابه با یخ آب ارضا کنند؛ بنابراین مواد یخ اسپینی همان خصوصیات آنتروپی پسماند یخ آب را نشان می دهند. هرچند بسته به مادهٔ استفاده شده در یخ اسپینی، عموماً ایجاد بلورهای منفرد بزرگ یخ اسپینی آسان تر از یخ آب است. به علاوه برهم کنش میدان مغناطیسی با اسپین ها در مادهٔ یخ اسپینی باعث می شود مواد یخ اسپینی برای بررسی آنتروپی پسماند خیلی بهتر از یخ آب باشند. اولین مواد شناخته شده به عنوان یخ های اسپینی مولکول های هرمی شکل Dy2Ti2O7 ( تیتانات دیسپروزیم ) ، Ho2Ti2O7 ( تیتانات هولمیم ) و Ho2Sn2O7 ( استانات هولمیم ) بودند. اخیراً شواهد قانع کننده ای گزارش شده که نشان می دهد Dy2Sn2O7 ( استانات دیسپروزیم ) هم یخ اسپینی است. [ ۱] مواد یخ اسپینی با بی نظمی یون های مغناطیسی توصیف می شوند، حتی وقتی یون های یاد شده در دماهای خیلی پایین باشند.
wiki: یخ اسپینی