I åratal, Forskare har följt ett märkligt fenomen:När du träffar en ultratunn magnet med en laser, den avmagnetiseras plötsligt. Föreställ dig att magneten på ditt kylskåp ramlar av.

Nu, forskare vid CU Boulder gräver i hur magneter återhämtar sig från den förändringen, återfå sina egenskaper på en bråkdel av en sekund.

Enligt en studie som publicerades denna vecka i Naturkommunikation , zappade magneter beter sig faktiskt som vätskor. Deras magnetiska egenskaper börjar bilda "droppar, " liknande vad som händer när du skakar upp en burk med olja och vatten.

För att ta reda på det, CU Boulders Ezio Iacocca, Mark Hoefer och deras kollegor använde sig av matematisk modellering, numeriska simuleringar och experiment utförda vid Stanford Universitys SLAC National Accelerator Laboratory.

"Forskare har arbetat hårt för att förstå vad som händer när man spränger en magnet, sade Iacocca, huvudförfattare till den nya studien och en forskarassistent vid institutionen för tillämpad matematik. "Vad vi var intresserade av är vad som händer efter att du sprängt den. Hur återhämtar sig den?"

Särskilt, gruppen nollställde en kort men kritisk tid i en magnets liv – de första 20 biljondelar av en sekund efter en magnetisk, metallegering träffas av en kortslutning, högenergilaser.

Iacocca förklarade att magneter är, av sin natur, ganska organiserat. Deras atomära byggstenar har orienteringar, eller "snurr, "som tenderar att peka i samma riktning, antingen upp eller ner – tänk på jordens magnetfält, som alltid pekar norrut.

Bortsett från, det är, när du spränger dem med en laser. Träffa en magnet med en tillräckligt kort laserpuls, Iacocca sa, och oordning kommer att uppstå. Snurren i en magnet pekar inte längre bara upp eller ner, men åt alla olika håll, eliminerar metallens magnetiska egenskaper.

"Forskare har tagit upp vad som händer 3 pikosekunder efter en laserpuls och sedan när magneten är tillbaka i jämvikt efter en mikrosekund, sade Iacocca, även gästforskare vid U.S. National Institute of Standards and Technology (NIST). "Mellan, det finns mycket okänt."

Det är det saknade tidsfönstret som Iacocca och hans kollegor ville fylla i. För att göra det, forskargruppen körde en serie experiment i Kalifornien, sprängning av små bitar av gadolinium-järn-koboltlegeringar med laser. Sedan, de jämförde resultaten med matematiska förutsägelser och datorsimuleringar.

Och, gruppen upptäckte, saker blev flytande. Höfer, en docent i tillämpad matematik, är snabb med att påpeka att metallerna i sig inte förvandlades till vätska. Men snurrarna inuti de magneterna betedde sig som vätskor, flytta runt och ändra sin orientering som vågor som slår in i ett hav.

"Vi använde de matematiska ekvationerna som modellerar dessa snurr för att visa att de betedde sig som en supervätska på de korta tidsskalorna, sa Hoefer, en medförfattare till den nya studien.

Vänta en liten stund och de där rörliga snurrorna börjar lugna sig, han lade till, bildar små kluster med samma orientering – i huvudsak, "droppar" där snurren alla pekade uppåt eller nedåt. Vänta lite till, och forskarna beräknade att dessa droppar skulle växa sig större och större, därav jämförelsen med att olja och vatten separeras i en burk.

"På vissa ställen, magneten börjar peka uppåt eller nedåt igen, ", sa Hoefer. "Det är som ett frö för dessa större grupperingar."

Hoefer tillade att en zappad magnet inte alltid går tillbaka till hur den en gång var. I vissa fall, en magnet kan vända efter en laserpuls, växla från upp till ner.

Ingenjörer utnyttjar redan detta vändningsbeteende för att lagra information på en dators hårddisk i form av bitar av ettor och nollor. Iacocca sa att om forskare kan ta reda på sätt att göra den vändningen mer effektivt, de kanske kan bygga snabbare datorer.

"Det är därför vi vill förstå exakt hur den här processen sker, " sa Iacocca, "så vi kanske kan hitta ett material som vänder snabbare."