铁屑勾勒出两块相对磁铁之间的磁力线

· 译自西班牙语原文

材料物理学

SLAC在碲化锰中证实了交错磁性,这是第三种磁性

近90年来物理学只承认铁磁体和反铁磁体两类磁性材料,发表在《科学》(Science)上的一项研究,为兼具两者特征的第三种磁相,即交错磁性,找到了实验证据。

发生了什么

  • 由美国能源部SLAC国家加速器实验室牵头的团队,在《科学》(Science)上发表了交错磁性的实验证据。
  • 近90年来,物理学家把磁性材料分为铁磁体和反铁磁体两类;交错磁性是兼具两者特征的一种相。
  • 第一作者、SLAC副研究员Daniel Jost表示,这些结果为这第三种相确实存在提供了有力的实验证实。
  • 团队研究的材料是碲化锰(MnTe),它长期以来被归为反铁磁体。
  • ScienceDaily于2026年11月4日报道了这项工作。

为什么重要

近年来,人们观察到一些无法归入铁磁与反铁磁二分法的现象,研究者积累了第三类磁性的证据。明确的实验证实,使这一假说成为一个被认可的类别。据新闻稿称,这可能带来计算和电子学领域的进展。

关键数字

近90年。 物理学只承认铁磁体和反铁磁体两类磁性材料的时间。

背景

在铁磁体中,电子自旋指向同一方向,材料会产生外部磁场;在反铁磁体中,自旋指向相反方向并相互抵消。交错磁性介于两者之间:自旋像反铁磁体那样相互抵消,但其能量结构像铁磁体那样能够区分不同方向。所读文本既没有给出实验技术,也没有给出定量数据。相关报道:一块没有净磁化的磁体向电路注入自旋流,金属玻璃中,晶体形成时局部有序与密度涨落同时产生,在一种超导体中,晶体振动被逐层绘制到晶胞以下的尺度,电子以100%的保真度穿过硅锗T形结。

自旋是电子的一种量子性质,作用像一个微小的指南针。在铁磁体中,几乎所有自旋都指向同一方向,所以这种材料能吸引铁。在反铁磁体中,自旋交替排列,对外相互抵消。交错磁体保持了这种抵消,但晶体中的每个方向对电子的表现各不相同,而这种差异正是那些寻求更高密度、更快磁存储器的人所感兴趣的。SLAC的结果提供了此前缺失的那项测量,使这一类别可以称为已被证实。

接下来

  • 其他实验室将在MnTe和候选材料中重复这项测量。
  • 将探索基于交错磁体的自旋电子器件。
  • 理论家将确定还有哪些材料属于这一类别。

一句话总结

材料分类方式的改变并不常见。近一个世纪里是两类;现在是三类。

来源

  • ScienceDaily,“SLAC scientists find conclusive proof of a mysterious third type of magnetism”,2026年11月4日,报道一项发表于《科学》的研究。该成果属于小众,因此其日期早于本批次的时间窗口;论文未读。
  • 封面图片:MikeRun, Vera Wurmsdobler,CC BY-SA 4.0,来自 Wikimedia Commons

编辑:Rodrigo Cornejo。我们如何挑选和核实:谁在写这些笔记。

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