科学家发现一种探索自然界失效的新方式

        据physorg网站2006年1月18日报道，美国宾州州立大学的物理学家提出了一种探索自然界失效的新方式，这项研究对复杂的相互作用系统的研究做出了重要的贡献，同时也为先进的磁介质存储设备技术的研究提供了基础。

        宾州大学的物理学教授施切弗称，“我们都希望不经历失败，但是自然界的许多系统中失效的状态仍是个重要的因素。当两个不同的需求彼此进行竞争时，失效就会出现，因此竞争的双方不可能同时达到目的。这种失效在我们的大脑中、体内的蛋白质中以及自然界的多个领域都会发生，因为每个系统中都有许多不同的组成部分必须互相的作用以达到一个合成的结果。”例如，神经系统和蛋白质分子中就包含了成千上万相互作用的成分，这些相互作用中至关重要的一个成分就是“失效”。当两种相互竞争的不同信号被送到大脑时，大脑就必须从中做出选择。就连象冰包含氢和氧两种原子这样简单的物质中也有失效现象的发生，不同氢原子竞争力量被挤到了氧原子周围的不同地方。

        理解象大脑这样极度复杂的系统中失效现象是非常困难的，因此为了对自然界失效的现象有基本的认识，研究人员大都会以象冰这样简单的系统做为研究对象。对于一些单个原子具有瞬时的磁性的材料来说，如果将这种材料的原子以一定方式进行排列，这些磁性原子之间的相互作用就会产生失效的状态，这种失效状态可称得上最规则的系统，也是研究人员进行深入研究最好的对象。施切弗表示，磁性原子瞬时磁性的指向是由与其它磁性原子相互作用的结果决定的。然而，观测到单个原子的磁性状态几乎是不可能的。

        利用化学合成材料的磁性原子都就是先排列好的，而我们的材料通过对磁性结构进行模仿，把失效的磁性原子进行了排列，使它们的行为与冰中的氢原子相类似，由于“旋转”是单个原子磁性的另一种表示方法，我们称这种材料为“旋转冰”。

        由于材料的大小和单个磁条的排列都是有意制成的，研究人员能够对这个系统进行控制，以使磁条的相互作用的结果与冰中的失败方式相同。还能通过改变磁条排列的间隔，来调整磁条相互作用失效的力量大小。这项研究对自然界更大系统的失效特性的研究迈出重大一步，使用特定排列的材料，现在设计失效系统已经成为可能，它可以改变相互作用的力量、栅格的几何学、缺失的种类和数量以及其它对失效现象的特性产生影响的特性。这些系统为科学家研究失效系统中单个成分的状态提供了基础，它还有助于现代磁介质存储技术的研究，以在更小的磁性结构中存储更多的信息。

        英文原文链接参见：http://www.physorg.com/news9998.html (责任编辑：泉水)

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