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荷蘭拉德堡德大學(xué)的物理學(xué)家Alexander Khajetoorians說，磁性材料的凍結(jié)與我們通常看到的情況相反。Khajetoorians說，其結(jié)果是 “反直覺的，就像水被加熱后變成了冰塊”。

通常情況下，像鐵這樣的鐵磁材料具有排列的自旋。這意味著原子的磁自旋都是朝同一方向旋轉(zhuǎn)的。從本質(zhì)上講，南磁極和北磁極都在同一方向上排列。不過，一些由鐵和銅制成的合金具有隨機(jī)的自旋。物理學(xué)家將這種狀態(tài)稱為自旋玻璃態(tài)。

物理學(xué)家說，大多數(shù)時候，你必須將材料結(jié)合在一起才能創(chuàng)造出自旋玻璃態(tài)。比如鐵和銅的混合物。然而，釹是一種體驗自旋玻璃態(tài)的元素，無需將其他材料混合在一起。而且，當(dāng)被加熱時，這種磁性材料會凍結(jié)。

研究人員在《自然-物理學(xué)》上發(fā)表了關(guān)于這一現(xiàn)象的研究報告。根據(jù)該論文，他們將這些材料從零下268攝氏度加熱到零下265攝氏度。僅僅加熱這三攝氏度，就使磁性材料的自旋凝結(jié)成一個固體圖案，形成磁鐵。當(dāng)重新冷卻下來時，磁旋轉(zhuǎn)又回到了正常的、隨機(jī)的模式。

正如在上面指出的那樣，這很耐人尋味，因為這種磁自旋的凍結(jié)通常只發(fā)生在磁性材料被冷卻的時候，而不是被加熱。因此，研究人員沒有想到會觀察到這種現(xiàn)象。通常情況下，較高的溫度會增加固體、液體或氣體的能量。這對磁性材料也是一樣的。

物理學(xué)家們說，這種行為是簡并概念的一個例子。這基本上是說，許多不同的狀態(tài)可以具有相同的能量，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)變得受挫。然后當(dāng)達(dá)到一定的溫度時，該系統(tǒng)就會斷裂，導(dǎo)致其沉淀為一種模式。磁性材料的凍結(jié)是這個概念發(fā)揮作用的一個很好的展示。