Sciencemag.cz
Related Articles
Běžné pevné materiály se při zahřátí roztahují. Vyšší teploty způsobují, že atomy rychleji vibrují, odrážejí se od sebe a zabírají větší objem. U jedné konkrétní fáze plutonia (delta-plutonium) však dochází k nevysvětlené opačné reakci: nad pokojovou teplotou se při dalším růstu teploty smršťuje.
Vědcům z Lawrence Livermore National Laboratory se nyní podařilo toto neobvyklé chování vysvětlit. Nový model vypočítává volnou energii materiálu (množství dostupné, „užitečně využitelné“ energie v systému).
Elektronová struktura plutonia patří mezi nejsložitější ze všech kovových prvků, protože jeho elektrony jsou snadno ovlivnitelné relativitou, magnetismem a krystalovou strukturou. Nový model volné energie poprvé bere v úvahu i účinky magnetických fluktuací. Zohlednění těchto magnetických stavů v teorii vede k tomu, že se předpověď shoduje s podivnými experimentálními pozorováními kontrakce při vysokých teplotách.
Nová metodika by mohla být rozšířena i na jiné materiály, kde hraje roli dynamický magnetismus, jako je železo a jeho slitiny.
Per Söderlind et al, First principles free energy model with dynamic magnetism for δ-plutonium, Reports on Progress in Physics (2025). DOI: 10.1088/1361-6633/adedb1
Zdroj: Lawrence Livermore National Laboratory / Phys.org, přeloženo / zkráceno
