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    Os pesquisadores propõem um método de magnetizar um material sem aplicar um campo magnético externo

    O estudo mostra que o fenômeno pode ser produzido por meio de compressão adiabática, sem nenhuma troca de calor com o meio ambiente. Crédito:Geek3 / Wikimedia Commons - commons.wikimedia.org/wiki/File:VFPt_bar-magnet-forces.svg

    A magnetização de um material sem a aplicação de campo magnético externo é proposta por pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (UNESP), Brasil, em um artigo publicado na revista Relatórios Científicos , onde eles detalham a abordagem experimental usada para atingir esse objetivo.

    O estudo fez parte do doutorado. pesquisa desenvolvida por Lucas Squillante sob orientação de Mariano de Souza, professora do Departamento de Física da UNESP em Rio Claro. Contribuições também foram feitas por Isys Mello, outro Ph.D. candidato orientado por Souza, e Antonio Seridonio, professora do Departamento de Física e Química da UNESP de Ilha Solteira. O grupo teve apoio da FAPESP.

    "Em poucas palavras, magnetização ocorre quando um sal é comprimido adiabaticamente, sem trocar calor com o ambiente externo, "Souza contou." A compressão eleva a temperatura do sal e ao mesmo tempo reorganiza os spins de suas partículas. Como resultado, a entropia total do sistema permanece constante e o sistema permanece magnetizado no final do processo. "

    Para ajudar a entender o fenômeno, vale a pena relembrar os conceitos básicos de spin e entropia.

    Spin é uma propriedade quântica que faz partículas elementares (quarks, elétrons, fótons, etc.), partículas compostas (prótons, nêutrons, mesons, etc.) e até mesmo átomos e moléculas se comportam como pequenos ímãs, apontando para o norte ou sul - para cima e para baixo - quando submetido a um campo magnético.

    "Materiais paramagnéticos como alumínio, que é um metal, são magnetizados apenas quando um campo magnético externo é aplicado. Materiais ferromagnéticos, incluindo ferro, podem exibir magnetização finita, mesmo na ausência de um campo magnético aplicado, porque eles têm domínios magnéticos, “Souza explicou.

    A entropia é basicamente uma medida de configurações ou estados acessíveis do sistema. Quanto maior o número de estados acessíveis, quanto maior a entropia. Físico austríaco Ludwig Boltzmann (1844-1906), usando uma abordagem estatística, associada a entropia de um sistema, que é uma magnitude macroscópica, com o número de configurações microscópicas possíveis que constituem seu macroestado. "No caso de um material paramagnético, entropia incorpora uma distribuição de probabilidades que descreve o número de spins para cima ou para baixo nas partículas que contém, “Disse Souza.

    No estudo publicado recentemente, um sal paramagnético foi comprimido em uma única direção. “A aplicação do estresse uniaxial reduz o volume do sal. Como o processo é realizado sem nenhuma troca de calor com o meio ambiente, a compressão produz um aumento adiabático na temperatura do material. Um aumento na temperatura significa um aumento na entropia. Para manter a entropia total no sistema constante, deve haver um componente de redução local na entropia que compensa o aumento da temperatura. Como resultado, os spins tendem a se alinhar, levando à magnetização do sistema, “Disse Souza.

    A entropia total do sistema permanece constante, e a compressão adiabática resulta em magnetização. "Experimentalmente, compressão adiabática é alcançada quando a amostra é comprimida por menos tempo do que o necessário para relaxamento térmico - o tempo típico gasto pelo sistema para trocar calor com o ambiente, “Disse Souza.

    Os pesquisadores também propõem que o aumento adiabático da temperatura pode ser usado para investigar outros sistemas que interagem, como condensados ​​de Bose-Einstein em isoladores magnéticos, e sistemas dipolares de spin-gelo.


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