Магнитное поле раздваивает переход в сплаве экспресс
Кусок сплава европия и индия при охлаждении в магнитном поле ведёт себя как вода, которая замерзает не сразу целиком, а сначала в одном углу стакана, потом в другом. При температуре около 16 кельвинов (минус 257 градусов Цельсия) этот материал резко теряет магнитные свойства, но сильное поле около 25 тысяч эрстед разбивает один скачок на два последовательных шага.
Измерения теплоёмкости показали: вместо одного острого пика при нулевом поле появляются два пика поменьше. Переход идёт в два приёма: сначала перестраивается одна область кристалла, затем другая. Рентгеновский анализ локального окружения атомов европия не выявил никаких изменений — атомы не сдвигаются, меняется только их магнитный порядок. Поэтому учёные объясняют двухступенчатость именно магнитным полем, а не перестройкой кристаллической решётки.
Такой двухшаговый переход важен для магнитного охлаждения: если материал меняет магнитную энтропию в два приёма, можно точнее управлять отводом тепла. Сплав Eu₂In — редкий пример, где поле не стирает резкость перехода, а лишь раздваивает её, и это открывает путь к настройке магнитных холодильников.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2603.27390
We present a comprehensive study of the temperature- and magnetic-field-dependent magnetization, specific heat, and local crystal structure across the first-order ferromagnetic-paramagnetic transition in Eu$$_2$$In. Anomalies in the magnetocaloric response are observed near $$H \approx 25$$~kOe, including changes in field scaling of magnetic entropy, local entropy exponent, and universal master curve, which suggest an apparent weakening of the first-order character of the transition. However, quantitative analysis of the magnetocaloric parameters together with modified Arrott plots demonstrates that the transition remains first order up to at least 70~kOe. Specific-heat measurements reveal a field-induced splitting of the sharp zero-field anomaly into a doublet, providing a natural explanation for the change in the magnetocaloric response. Magnetic field dependent extended x-ray absorption fine structure (EXAFS) measurements show no detectable field-induced changes in the local coordination environment of Eu. We therefore attribute these observations to a magnetic field induced two-step transition process in Eu$$_2$$In.
При 16 кельвинах сплав европия и индия холоднее, чем поверхность Плутона, но его магнитный переход всё равно можно «растянуть» на два шага всего лишь полем в 25 тысяч эрстед — это примерно в 50 раз сильнее магнита на дверце холодильника.