Bí ẩn vật liệu "đóng băng" khi bị nung nóng

Khi đun nóng nguyên tố từ tính neodymium đến nhiệt độ thích hợp, một hiện tượng thú vị sẽ xảy ra, khiến mọi logic bị đảo lộn.

Trước đây, nếu chúng ta làm lạnh các vật liệu từ tính đến nhiệt độ thích hợp, các vòng quay của nguyên tử sẽ bị "đóng băng" và khóa chặt vị trí vào một mô hình tĩnh.


Một đồ chơi nam châm bằng neodymium. (Ảnh: Wikipedia).

Tuy nhiên giờ đây, các nhà vật lý đã vô tình phát hiện ra điều ngược lại khi họ đốt nóng một phần nguyên tố từ tính tự nhiên neodymium.

"Hành vi của các từ tính trong neodymium mà chúng tôi quan sát được thực sự trái ngược với những điều mà bình thường sẽ xảy ra", Alexander Khajetoorians - nhà vật lý tại Đại học Radboud (Hà Lan) cho biết. "Điều này khá phi thực tế, giống như nước lỏng trở thành một khối đá rắn khi nó nóng lên".

Điều này xảy ra trong một số vật liệu chẳng hạn như hợp kim của đồng và sắt, nơi các vòng quay của nguyên tử bố trí khá ngẫu nhiên. Trạng thái này được gọi là thủy tinh quay (spin glass).

Để thử nghiệm điều này, nhà vật lý Benjamin Verlhac ở Đại học Radboud cùng một nhóm các nhà khoa học đã tăng nhiệt độ của neodymium từ -268 độ C lên -265 độ C. Kết quả là trạng thái đóng băng thực sự đã xảy ra, với hình thức giống như khi ta làm lạnh một hệ thủy tinh quay khác.

Đáng chú ý, khi các nhà khoa học thử làm nguội neodymium trở lại, các vòng quay nguyên tử một lần nữa rơi vào tình trạng hỗn loạn.


Hiện tượng kỳ lạ xảy ra khi đốt nóng vật liệu neodymium, với hình thức giống như khi "đóng băng" các vật liệu từ tính khác.

Hiện vẫn chưa rõ lý do tại sao điều này lại xảy ra, vì rất hiếm khi một vật liệu tự nhiên hoạt động theo một cách trái ngược hoàn toàn với tất cả các vật liệu khác cùng loại.

Các nhà khoa học tin rằng nó có thể liên quan đến một hiện tượng vật lý, được gọi với thuật ngữ "Geometrical frustration" (tạm dịch: "Thất vọng hình học") - dùng để chỉ các nguyên tử có xu hướng dính vào những vị trí bất thường. Nó thường xảy ra khi vật liệu không thể đạt được mô hình trật tự, dẫn đến trạng thái cơ bản bị rối loạn.

Các nhà nghiên cứu cũng phỏng đoán, có thể neodymium có những mối tương quan nhất định trong các trạng thái của nó phụ thuộc vào nhiệt độ. Theo đó, việc tăng hay giảm nhiệt độ sẽ làm suy yếu liên kết, gây ra hiện tượng rối loạn nêu trên.

Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng điều này mang đến ý nghĩa vượt xa góc độ vật lý học, khi có thể giúp nhân loại tìm ra những trật tự mới đằng sau mỗi vật chất. "Nếu chúng ta có thể mô hình hóa cách thức mà các vật liệu này hoạt động, thì có thể sẽ tìm ra ngoại suy cho hành vi của nhiều loại vật liệu khác", nhà vật lý Alexander Khajetoorians lý giải.

TIN CŨ HƠN
Những con búp bê bị ma ám nổi tiếng nhất mọi thời đại

Những con búp bê bị ma ám nổi tiếng nhất mọi thời đại

Cùng điểm lại một vài con búp bê ma ám đáng sợ mà hẳn bạn sẽ không bao giờ muốn sở hữu nó theo danh sách chuyên trang Mentafloss dưới đây.

Đăng ngày: 04/03/2026
10 hiện tượng ma quái dưới góc nhìn khoa học

10 hiện tượng ma quái dưới góc nhìn khoa học

Ma quỷ, thế giới bên kia, linh hồn, trải nghiệm cận tử... là những hiện tượng bí ẩn ám ảnh biết bao người trên khắp thế giới. Các nhà khoa học đã giải mã những hiện tượng ma quái đó. Theo đó, việc nhìn thấy 'ma" hoàn toàn là do trí não của con người khi bị stress, căng thẳng, mệt mỏi...

Đăng ngày: 03/03/2026
Kim Tự Tháp - Công trình kiến trúc bí ẩn nhất của loài người

Kim Tự Tháp - Công trình kiến trúc bí ẩn nhất của loài người

Nếu như phải chọn ra một công trình kiến trúc vĩ đại nhất, bí ẩn nhất của con người, chắc chắn Kim Tự Tháp sẽ là một ứng viên cực kỳ sáng giá.

Đăng ngày: 02/03/2026
Triều Tiên và những chuyện lạ đến khó tin nhưng có thật!

Triều Tiên và những chuyện lạ đến khó tin nhưng có thật!

Vào năm 1962, một lính Mỹ chạy tới biên giới Triều Tiên nhưng đã bị quân đội nước này bắt và cuối cùng phải sống ở Triều Tiên trong quãng đời còn lại mà không thể trở về nước.

Đăng ngày: 02/03/2026
Thuật thôi miên và những bí ẩn trong thế giới tiềm thức

Thuật thôi miên và những bí ẩn trong thế giới tiềm thức

Nhiều người có những ý nghĩ kỳ quặc về thuật thôi miên. Chẳng hạn, họ cho rằng một người đã bị thôi miên rồi thì hoặc là không thể tỉnh lại được, hoặc là có thể bị sai khiến làm những việc không tốt.

Đăng ngày: 01/03/2026
Nghi vấn mới về

Nghi vấn mới về "Nàng tiên cá" có thật trong lịch sử

Cho tới nay, các nhà nghiên cứu vẫn cố gắng đi tìm lời giải về việc Nàng tiên cá có thực sự tồn tại như những câu chuyện được lưu truyền trên thế giới hay không.

Đăng ngày: 28/02/2026
Những truyền thuyết bí ẩn về Ai Cập cổ đại

Những truyền thuyết bí ẩn về Ai Cập cổ đại

Ai Cập cổ đại luôn ẩn chưa những câu chuyện, truyền thuyết bí ẩn mà các nhà khoa học, khảo cổ học muốn tìm hiểu khám phá. Trong số những bí ẩn về nền văn minh Ai Cập có vô số những huyền thoai, truyền thuyết được lưu truyền hoàn toàn sai về nền văn minh cổ đại này.

Đăng ngày: 27/02/2026
Khoa Học News