耶鲁大学
学分:耶鲁工程和应用科学学院
雪崩的行为引起了物理学家的兴趣，因为他们可以提供关于许多其他系统的见解，尤其是雪是如何从山腰落下的
为此，一组研究人员研究了纳米磁体的微观阵列，这为一个经典的理论模型提供了第一个实验证明，该模型被称为“一维随机场伊辛模型”
“研究结果今天发表在《物理评论快报》上
为了这项研究，研究人员在弗雷德里克·W·彼得·希弗的实验室里建立了纳米磁体阵列
领导这项实验的贝内克应用物理学教授
纳米磁体的尺寸只有百万分之几英寸，它们就像两个靠得很近的冰箱贴一样相互作用
该阵列首先被初始化，使得在交替的行中，一半的纳米磁体的北极指向上，另一半的北极指向下
研究小组使用一个大电磁铁，向阵列施加磁场，使一部分纳米磁铁翻转磁极，并向另一个方向磁性排列
为了检测这些变化，他们使用了磁力显微镜，这种显微镜有一个非常小的磁针，它要么被拉向磁铁，要么被推离磁铁，这取决于它是经过北极还是南极
他们的发现之一是磁极沿着阵列的行成簇翻转，每一次微小的翻转都会产生另一组磁铁来翻转磁极——这就是雪崩的工作方式
“这是一个关键点，因为当一个翻转时，会给下一个增加额外的动力，”希弗说
“我们测量的实际上是这些已经翻转的集群的分布
几个小的？有几个大点的？然后我们将这些集群的分布与模型进行比较，从而预测这些集群应该如何分布
" 它是第一个在一维上精确反映随机场伊辛模型的实验，伊辛模型是物理学家描述大群体中事物如何发生的基本模型之一
具体来说，它涉及可以处于两种状态之一的事物——在这种情况下，指向上或指向下的事物
“模型预测的是雪崩大小的分布应该是什么样的，”他说
“这就是我们非常清晰地看到的——我们测量了磁极翻转的分布，它与预期非常吻合
" 拥有一个干净的实验演示的一个好处是，在这个控制良好的微观系统上精心设计的变体可以帮助研究人员理解和预测现实世界中更复杂的现象，例如某些材料在被拉拽时是如何分解的，或者是什么导致了电路的电击穿
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