Решена давнишняя загадка магнетита

Фундаментальная проблема, стоящая перед наукой 70 лет, наконец, решена. Международная команда исследователей открыла тонкий электронный эффект в магнетите, самом магнитном материале из всех встречающихся в природе минералов. Эффект вызывает резкое изменение проводимости при очень низких температурах.

Свойства магнетита (магнитного железняка) известны уже более чем 2000 лет и послужили основой концепций магнитов и магнетизма. В течение десятилетий материал служил базисом для исследований в области магнитной записи и хранения данных.

В 1939 г. голландский ученый Эверт Вервей (Evert Verwey) открыл, что электрическая проводимость магнетита резко снижается при низких температурах – примерно при 125 К (-150 °С) металлический минерал превращается в изолятор. Несмотря на многие попытки, вплоть до недавнего времени суть этого перехода оставалась нераскрытой.

Команда ученых облучила мощным рентгеновским излучением небольшой кристалл магнетита при очень низкой температуре. Эксперимент был проведен Европейской лаборатории синхротронного излучения (ESRF) в Гренобле. Результаты позволили понять тонкую перестройку химической структуры минерала. Электроны захватывались внутрь группы из трех атомов железа, и были неспособны переносить электрический ток. «Мы решили фундаментальную проблему в понимании исходного магнитного материала, на котором основывались все наши знания о магнетизме, – сказал проф. Поль Аттфилд (Paul Attfield) из Центра по изучению экстремальных состояний. – Эти сведения о структуре магнетита и его поведении помогут в разработке электронных и магнитных технологий будущего».