科学者たちは、ウラン化合物に隠れているまったく新しい種類の磁石を発見しました。
化合物「USb2」（ウランとアンチモンの化合物）は、いわゆる「シングルレットベース」の磁石で、科学者に知られている他の磁石とはまったく異なる方法で磁気を生成するという点で斬新です。
負に帯電した粒子である電子は、独自の小さな磁場を生成します。これらの場には「北」極と「南」極があり、これはスピンと呼ばれる量子力学的特性の結果です。ほとんどのオブジェクトでは、これらの磁場はランダムな方向を向いており、互いに打ち消し合っています。 （これがあなたの体が巨大な磁石ではない理由です。）しかし、特定の材料では、それらのフィールドが整列します。それが起こるとき、彼らは、例えば、鉄の束を動かしたり、コンパスを北に向けたりするのに十分強力な磁場を作り出します。
宇宙で知られているほぼすべての磁石が、冷蔵庫やMRI装置の磁石から惑星地球自体の磁気まで、このように機能します。
しかし、新しく発見された一重項ベースの磁石は、まったく異なる方法で機能します。
USb2は他の多くの物質と同じように、その内部の電子が磁場を同じ方向に向ける傾向がないため、それらの複合磁場強度によって磁気を生成することはできません。
ただし、USb2の電子は、「スピン励起子」と呼ばれる量子力学的オブジェクトを形成するために一緒に働くことができます。
スピン励起子は、物理学や化学のクラスで学んだ通常の粒子とは異なります。電子、陽子、中性子、光子などです。代わりに、それらは準粒子であり、私たちの宇宙では離散した物体ではないが、そのように振る舞います。
スピン励起子は電子群の相互作用から出現し、それらが形成されると磁場が生成されます。
USb2の発見を担当した研究者の声明によると、物理学者は長い間、スピン励起子のグループが同じ向きの磁場とともに集まるのではないかと疑っていました。彼らはその効果を「シングルレットベース」の磁性と呼んだ。この現象は、以前は、極低温の実験環境での簡単で壊れやすい閃光で証明されていましたが、量子力学の奇妙な物理学がしばしばより顕著になります。
現在、物理学者はこの種の磁石が過冷却環境の外で安定した方法で存在できることを初めて示しました。
化合物USb2では、磁場が一瞬で形成され、ほぼ同じ速さで消失する、と研究者たちは2月7日に発表されたNature Nature誌の論文に報告しました。
通常の状況では、鉄の棒の磁気モーメントは、磁化された状態と磁化されていない状態の間の急激な遷移なしに、徐々に整列します。一重項ベースの磁石では、状態間のジャンプがよりシャープになります。スピン励起子（通常は一時的なオブジェクト）は、クラスター化すると安定します。そして、それらのクラスターが形成されると、カスケードが始まります。ドミノが所定の位置に落下するように、スピン励起子は物質全体を非常に迅速かつ突然満たし、互いに整列します。
それがUSb2で起こっているようです。
この種類の磁石の利点は、研究者が彼らの声明で書いたように、通常の磁石よりもはるかに簡単に磁化状態と非磁化状態を切り替えることです。多くのコンピュータが磁石を前後に切り替えて情報を保存することに依存していることを考えると、1日の一重項ベースのデバイスは、従来の磁気セットアップよりもはるかに効率的に実行できる可能性があります。
