Spin hielo se refiere a una característica de los cristales de hielo puro formado a partir de agua o un material con una estructura similar, donde la estructura atómica permite una entropía residual distinta de cero.
Originalmente postulado por Linus Pauling en 1935, estas estructuras se han demostrado para exhibir las propiedades de la tan buscados monopolo magnético en septiembre de 2009.
El Spin de cristales de hielo se caracteriza por una estructura tetraédrica con su átomo central más cerca de un par de átomos que a la otra.
En 1935, Linus Pauling observó que la estructura de hielo (es decir, la fase sólida de agua), exhibió grados de libertad que se espera que existan, incluso en el cero absoluto.
Es decir, aun cuando se enfría el cero absoluto, el hielo de agua esperaba tener entropía residual (es decir, la aleatoriedad intrínseca).
Este es el resultado del hecho de que la estructura de hielo contiene átomos de oxígeno con cuatro átomos de hidrógeno vecinos.
Por cada átomo de oxígeno, dos de los átomos de hidrógeno se encuentran cerca del vecino (que forman la molécula de H2O tradicionales), y dos son las más alejadas (siendo los átomos de hidrógeno de las moléculas de agua vecinas).
Lo que Pauling se señaló fue que el número de configuraciones que se ajustaba a esta relgla "dos dentro, dos fuera" no era trivial, y por lo tanto que la entropía de hielo se esperaba que no podía ser trivial.
Los resultados de Pauling fueron confirmados por la experimentación, aunque los cristales de hielo puro de agua son particularmente difíciles de crear.
Los Spines de Hielo son materiales que consisten en tetraedros de iones, cada uno con un spin distinto de cero, que debe satisfacer alguna vez la regla de "dos dentro- dos fuera" de forma análoga a la de hielo de agua debido a las interacciones entre los iones vecinos.
Los materiales de Spin de hielo por lo tanto presentan las mismas propiedades residuales de entropía como hielo de agua.
Sin embargo, dependiendo del material utilizado en un Spin de Hielo, generalmente es mucho más fácil para crear grandes cristales de hielo de los materiales Spin que los materiales correspondientes de hielo de agua.
Además, la interacción de un campo magnético con los espines en un material de Spin de Hielo hacer girar los materiales de hielo mucho mejor material para el examen de entropía residual de hielo de agua.
No hay comentarios:
Publicar un comentario