Секрет идеального кристалла — лишний поворот магнитного поля

Исследователи из Университета Райса нашли способ устранить смещение, мешающее формированию однородных кристаллов из магнитных частиц. Проблема возникает из-за магнитной релаксации — небольшой задержки между изменением поля и реакцией частицы. Из-за этого при стандартном повороте поля на 360 градусов одни направления оказываются «важнее» других, и частицы выстраиваются неравномерно. Об этом сообщает портал Phys.org.

Решение, предложенное Танакой Тацуей из японской компании Kao Corp., оказалось простым: нужно повернуть поле чуть больше полного оборота, прежде чем менять направление. При точно рассчитанном угле смещение исчезает, и частицы взаимодействуют одинаково во всех направлениях. Работа опубликована в журнале Physical Review Research.

Авторы вывели формулу для расчёта нужного дополнительного угла: он зависит от времени релаксации частицы и скорости вращения поля. Численные симуляции подтвердили эффективность метода даже с учётом взаимодействия частиц и их собственного вращения. «Это даёт количественный рецепт для устранения нежелательных смещений», — отметила Сибани Лиса Бисвал, руководитель исследования. Результат позволит точнее настраивать процессы самосборки и создавать более однородные кристаллические структуры.