小さな雪片から稲妻のギザギザのフォークまで、自然界でフラクタルの例を見つけるのは難しくありません。

そのため、これまで、これらの無限に繰り返される幾何学模様が見られなかった場所がいくつか残っているのは驚きになるかもしれません。

MITの物理学者は現在、量子材料におけるフラクタル配列の最初の既知の例を提供しています。

パターンは、「ドメイン」と呼ばれる磁気ユニットの予想外の分布で見られました。これは、異常な特性を持つ希土類金属であるネオジムニッケル酸化物と呼ばれる化合物で発生します。

これらのドメインとそのパターンをよりよく理解することは、デジタル情報を保存および保護する新しい方法につながる可能性があります。

ネオジムニッケル酸化物（NdNiO3）は奇妙なものだからです。

あなたのポケットから一片を引き出し、電流でそれを叩くと、それは非常に簡単に実行されます。それを液体窒素に落として、摂氏マイナス123度（華氏189度）の臨界温度以下に下がると、店を閉め、絶縁体になります。

変更されるのはそれだけではありません。物理学者リッカルド・カミンは説明し、「材料は全ての温度で、磁気ではありません。」

確かに、普通の磁化鉄片でさえ、十分に加熱すると北を向く能力が失われるので、これはそれほど奇妙ではありません。しかし、ネオジムの酸化ニッケルは通常の規則に従ってはいないので、その電子が磁気配列に落ちる正確な方法は謎です。

私たちが知っていることは、ほとんどの強磁性体のようなもので、ネオジムニッケル酸化物の原子は、ドメインと呼ばれる磁気的に配向した粒子の小さな塊として団結します。

ドメインには、特定の条件下での電子と原子間の量子相互作用に応じて、さまざまなサイズと配置があります。しかし、絶縁体として月明かりを照らす導体としての性質を考えると、それらがネオジム酸化ニッケルにどのように現れるかが大きな問題でした。

「私たちは、材料を冷却して磁気相に到達した後、これらのドメインがどのように現れて成長するかを見たかったのです」とCominは言います。

研究者は、過去に材料を通してX線を散乱させ、その奇妙なフリップフロップ電磁特性を研究して、その電気的秘密を明らかにすることを望んでいました。

これは、材料が異なる温度で電子をどのように分布させるかを示しましたが、そのような条件下でドメインのサイズと分布をマッピングするには、より焦点を絞ったアプローチが必要でした。

「したがって、このビームを非常に小さなフットプリントに絞ることができる特別なソリューションを採用し、この材料の磁区の配置をポイントごとにマッピングできるようにしました」とCominは言います。

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https://www.sciencealert.com/for-the-first-time-scientists-have-discovered-fractal-patterns-in-a-quantum-material
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