Группа учёных из Университета Райса обнаружила удивительное явление: крошечные магнитные частицы, движимые вращающимися полями, спонтанно перемещаются по краям скоплений, образуя «краевые токи». Это открытие, опубликованное в журнале Physical Review Research, связано с топологической физикой и её применением в понимании поведения этих частиц.
Эксперимент заключался в помещении суперпарамагнитных коллоидов в солёную воду, где они образовывали различные кристаллические структуры. Исследователи заметили, что частицы на краях двигались быстрее, создавая своего рода конвейерную ленту. Это движение возникало естественно, без внешнего воздействия.
Тип движения зависел от формы образуемых структур: кластеры вращались, в то время как листы с пустотами не вращались, но демонстрировали краевое движение. Это различие влияло на скорость реорганизации систем.
Понимание управления движением частиц может привести к созданию адаптивных материалов, таких как системы для адресной доставки лекарств или микророботы. Исследование также предполагает параллели с биологическими процессами, где клеточные скопления могут демонстрировать схожие физические принципы.
Коллоиды с магнитным приводом образуют пустоты и кластеры с краевыми потоками. Изображение: Physical Review Research (2025). DOI: 10.1103/PhysRevResearch.7.023094
Дополнительная информация: Aleksandra Nelson et al, Topological edge flows drive macroscopic reorganization in magnetic colloids, Physical Review Research (2025). DOI: 10.1103/PhysRevResearch.7.023094
Источник: https://phys.org/news/2025-05-invisible-currents-edge-magnetic-particles.html