Учёные открыли ранее неизвестную форму магнетизма, названную альтермагнетизмом, что меняет представления, которые существовали в физике более ста лет. Это открытие добавляет третью фундаментальную категорию к ферромагнетизму и антиферромагнетизму и открывает новые перспективы для квантовых материалов и электроники будущего.
За это достижение трём физикам – профессору Яйро Синове из Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга, доктору Либору Шмейкалу и профессору Томасу Юнгвирту – присудили престижную европейскую премию Europhysics за 2026 год. Награда отмечает их вклад в теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение альтермагнетизма как нового вида магнитного порядка.
Более века физики делили магниты на два основных типа. В ферромагнетиках спины электронов сонаправлены, что создаёт внешнее магнитное поле. В антиферромагнетиках спины соседних атомов направлены в противоположные стороны и компенсируют друг друга, поэтому суммарное поле отсутствует. Альтермагнетики, как и антиферромагнетики, не обладают чистой намагниченностью. Однако их электронная структура позволяет материалу проводить ток с сильно поляризованными спинами, что ранее считалось свойством только ферромагнетиков.
Это уникальное сочетание свойств может найти применение в спинтронике – области электроники, которая использует спин электрона для хранения и обработки информации. Предполагается, что устройства на основе альтермагнетиков смогут работать значительно быстрее существующих. Кроме того, открытие выявило неожиданные связи с другими областями современной физики, включая топологические явления и нетрадиционную сверхпроводимость.
Открытие стало результатом многолетнего сотрудничества исследователей из Майнцского университета в Германии и Института физики Академии наук Чехии в Праге. Учёные изучали аномалии в движении электричества через магнитные материалы и поняли, что наблюдаемые эффекты вызваны не особенностями отдельных кристаллов, а общим принципом, связанным с симметрией электронных спинов. В 2022 году они опубликовали классификацию, которая теоретически предсказала сотни материалов с альтермагнитными свойствами. Вскоре другие научные группы экспериментально подтвердили эти выводы.
