Louis-Eugene Félix Nel nie tylko studiował magnesy. Rozebrał ich.
Na poziomie molekularnym odkrył, że niektóre materiały zachowują się inaczej niż zwykłe magnesy. Ich elektrony znajdują się w przeciwległych „obozach”, zamiast układać się w schludne, jednolite linie. Fizycy nazywają obecnie to sprzeczne z intuicją zachowanie „antyferromagnetyzmem”.
Wpływ tego odkrycia jest ogromny. Jego badania utorowały drogę do stworzenia nowoczesnej pamięci komputerowej. Otrzymał za to połowę Nagrody Nobla z fizyki z 1970 roku. Podzielił się tym zaszczytem ze szwedzkim astrofizykiem Hannesem Alfvénem.
Jak antyferromagnetyzm zmienił technologię
Zwykły ferromagnetyzm jest łatwy do wizualizacji. Weź opiłki żelaza. W niskich temperaturach znajdujące się w nich elektrony obracają się w jednym kierunku. Tworzą silne, jednolite pole magnetyczne.
W latach trzydziestych Nel zobaczyła coś innego.
W niektórych materiałach spiny elektronów sąsiadujących atomów są skierowane w przeciwne strony. To tak, jakby dwa identyczne magnesy były zwrócone ku sobie i miały przeciwne bieguny. Siły magnetyczne znoszą się wzajemnie. Całkowity efekt jest zerowy.
To jest antyferromagnetyzm.
Dlaczego to jest ważne? Ponieważ takie materiały zachowują się inaczej pod wpływem naprężeń mechanicznych, ciepła i pól magnetycznych. Ta niestabilność jest przydatna. Pozwala na tworzenie małych i stabilnych urządzeń pamięci masowej. Technologie oparte na jego teorii są obecnie stosowane w ulepszonych jednostkach pamięci komputerowej.
Ze Strasburga do etapu Nobla
Nel urodziła się 22 listopada 1904 roku w Lyonie we Francji. Poświęcił swoje życie skrzyżowaniu nauk akademickich i stosowanych.
Studiował w École Normale Supérieure w Paryżu. Później przeniósł się na Uniwersytet w Strasburgu. Tam obronił rozprawę doktorską pod kierunkiem Pierre’a Ernesta Weissa. W 1932 roku rozpoczął na poważnie swoje badania magnetyczne.
Jego kariera rozwijała się błyskawicznie.
- od 1937 do 1945 wykładał na uniwersytecie w Strasburgu;
- od 1945 do 1976 pracował na Uniwersytecie w Grenoble;
- założył Centrum Badań Jądrowych w Grenoble w 1956 roku;
- do 1971 pełnił funkcję jej dyrektora;
- następnie do 1976 roku pełnił funkcję dyrektora Instytutu Politechnicznego w Grenoble.
Zmarł 17 listopada 2000 w Brive-la-Gaillard w departamencie Corrèze.
Czytanie historii Ziemi
Nel to nie tylko teoria. Spojrzał na ziemię.
Studiował drobnoziarnisty ferromagnetyzm. Te maleńkie cząstki zachowują „pamięć” pola magnetycznego, które było obecne w momencie ich powstania. To pionierskie badanie właściwości magnetycznych ciał stałych ujawniło ważne informacje o Ziemi.
Złoża minerałów rejestrują kierunek i siłę pola magnetycznego Ziemi w trakcie ich powstawania. Analizując te minerały, naukowcy mogą śledzić zmiany w polu magnetycznym Ziemi na przestrzeni milionów lat. Badania Neela wyjaśniają, „jak” działa ta pamięć. Daje to geologom narzędzie do odczytywania głębokiego czasu.
Przepływ nowych materiałów
Jego wpływ wykracza daleko poza salę wykładową.
Nel pisze o tym i nie tylko
