termodinaminė magnetinio aušinimo entropijos diagrama: S0 – entropijos kitimo be išorinio magnetinio lauko kreivė, SH – entropijos kitimo magnetiniame lauke, kurio stipris H, kreivė, Tgal – magnetinio aušinimo galutinė temperatūra

magnètinis áušinimas, adiabãtinis išmagnètinimas, žemosios temperatūros gavimo būdas naudojant atomų (jonų) paramagnetizmą ar jų branduolinį paramagnetizmą. Žemosios temperatūros gavimas susijęs su mažos entropijos (S) būsenos sukūrimu. 1–0,01 K temperatūra gaunama paramagnetinių junginių jonų adiabatiniu išmagnetinimu. Naudojamos retųjų žemių elementų druskos, pvz., gadolinio sulfatas, kalio‑chromo, geležies-amonio alūnai ir kiti paramagnetiniai junginiai. Tokių junginių kristalinėje gardelėje tarp nemagnetinių jonų yra geležies, chromo, gadolinio jonų su savaisiais magnetiniais momentais, todėl tarpusavyje jie beveik nesąveikauja net žemoje temperatūroje ir jų magnetiniai momentai orientuoti chaotiškai. Stiprus (kelių šimtų kA/m) išorinis magnetinis laukas tvarkingai suorientuoja magnetinius momentus ir įmagnetina paramagnetiką. Išjungus išorinį magnetinį lauką dėl kristalo gardelės atomų (jonų) šiluminio judėjimo magnetinių momentų orientacija vėl tampa chaotinė – paramagnetikas išsimagnetina.

Jei išmagnetinimas adiabatinis (vyksta termoizoliacijos sąlygomis), paramagnetiko temperatūra mažėja. Magnetinio aušinimo vyksmas vaizduojamas termodinamine diagrama. Prieš įmagnetinimą paramagnetiko temperatūra sumažinama skystuoju heliu iki apie 1 K ir palaikoma pastovi įmagnetėjimo stadijos metu. Per adiabatinio išmagnetinimo stadiją sumažėja paramagnetiko temperatūra. 1–0,01 K temperatūrai gauti dažniausiai naudojamas skystojo 3He ištirpinimo skystajame 4He metodas (kriostatas). Naudojantis branduolių paramagnetizmu galima pasiekti 10–5–10–6 K ir net nanokelvinų eilės temperatūrą. Magnetinis aušinimas plačiai naudojamas skystojo helio supertakumui ir kitoms savybėms, kietųjų kūnų kvantiniams reiškiniams, pvz., superlaidumui, atomų branduolių savybėms tirti.

Magnetinio aušinimo būdą, pagrįstą paramagnetinių medžiagų adiabatiniu išmagnetinimu, 1926 pasiūlė P. J. W. Debye ir W. F. Giauque’as, pirmą kartą išbandytas 1933.

2868

Papildoma informacija
Turinys
Bendra informacija
Straipsnio informacija
Autorius (-iai)
Redaktorius (-iai)
Publikuota
Redaguota
Siūlykite savo nuotrauką