目前最强的永磁体中含有钕和铁等元素。然而，钕的性质和已知磁体又有很大区别，这对研究人员造成了很大困扰。
据《科学》杂志报道，荷兰内梅亨大学和瑞典乌普萨拉大学的物理学家们近日证实，钕的行为与“自诱导自旋玻璃”类似：许多微小的旋转磁体组成了波动的海洋，磁体以不同的速度循环，并随着时间的推移不断演化。认识这种新型磁性行为，有助于深化研究人员对化学元素的理解，并最终为人工智能新材料的开发奠定基础。
磁体包含北极和南极，仔细观察一个普通的冰箱贴，你会发现许多原子磁体（自旋），它们都沿着同一方向排列，由此定义了北极和南极。合金材料与冰箱贴完全不同，它们是一种“自旋玻璃”，自旋的方向是随机的。借助无定形的演化结构，自旋玻璃将磁性与液体、凝胶等软物质建立了联系。
自旋玻璃有时存在于非晶结构的合金材料中，但从未出现在元素周期表的纯元素中。令人惊讶的是，内梅亨大学的研究人员发现稀土元素钕完美有序的原子自旋形成了可不断改变的螺旋模式。他们认为，这是一种新的物质状态表现，称之为“自诱导自旋玻璃”。
助理教授Daniel Wegner解释说：“隧道扫描显微镜让我们能够看到单个原子的结构，并分辨出原子的南北极。随着高精度成像技术的进步，我们又发现了钕的独特行为，这并非一件容易的事情。”
Alexander Khajetoorians教授等的发现开启了一种新的可能性，即这种复杂的自旋玻璃磁性行为也可能在其他新材料中出现。
Khajetoorians说：“新发现将完善教科书中关于物质基本属性的知识体系，也将为新理论的发展提供试验场。例如，我们可以将物理学和理论神经科学等学科联系起来。钕的复杂磁性行为有望作为模仿人工智能基本行为的平台。所有可以存储在这种材料中的复杂模式都可以与图像识别关联起来。”
随着人工智能技术的快速发展，巨大的能耗成为不可忽视的短板。在硬件上创造能够直接执行类脑任务的材料需求越来越大。
Khajetoorians说：“用简单的磁体建造出一台有大脑灵感的电脑？这是不可能完成的任务。现在，我们为这个任务找到了候选材料。”
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编译：雷鑫宇
审稿：西莫
责编：张梦
期刊来源：《科学》
期刊编号：0036-8075
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200528161046.htm
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