Ново откритие в областта на физиката разширява основите на нашето разбиране за магнитните материали. За първи път е експериментално потвърдена трета фундаментална форма на магнетизъм — алтермагнетизъм.

Три вида магнетизъм

До момента физиката познаваше два основни вида магнитно поведение. При феромагнетизма — характерен за обикновените постоянни магнити — електронните спинове се наредят в една посока, създавайки силно и единно магнитно поле. При антиферомагнетизма съседните спинове сочат в противоположни посоки, като взаимно се неутрализират и не се получава видимо магнитно поле.

Алтермагнетите заемат по-фина средна позиция между двата познати вида. Магнитната им структура се редува по начин, който неутрализира общата намагнитеност — подобно на антиферомагнетите. Въпреки това, на по-дълбоко ниво, електронната им структура запазва характеристики, типични за феромагнетите. Тази необичайна комбинация поражда отличителни енергийни модели в електроните, предлагайки магнитно поведение без наличието на външно магнитно поле.

Как беше потвърдено откритието?

Явлението е предсказано теоретично съвсем наскоро, но изследователите вече са го потвърдили експериментално. Използвайки рентгенови измервания на кристали от манганов телурид, учените са наблюдавали характерно разцепване на електронните състояния — ключова „подпис“ на алтермагнетизма. Този сигнал разкрива как електронните спинове се държат по различен начин в зависимост от тяхното количество на движение — отличителен белег именно на алтермагнетизма.

Защо това откритие е важно?

Последиците от това откритие надхвърлят фундаменталната физика. Тъй като тези материали съчетават скрит магнетизъм с електронен контрол, те биха могли да играят ключова роля в спинтрониката — технология от следващо поколение, която използва спина на електрона вместо неговия заряд. Това потенциално би позволило създаването на по-бързи и по-енергийно ефективни електронни устройства.