Třetí forma magnetismu? Fyzikové ji přehlíželi sto let

Představ si, že by ti někdo řekl, že existuje nové základní číslo, o kterém matematici nikdy neslyšeli. Nebo nový smysl, o kterém biologové nevěděli. Zní to absurdně, že? A přesně tohle se teď stalo ve fyzice.

Vědci totiž konečně potvrdili existenci třetí formy magnetismu. A to navzdory tomu, že jsme si mysleli, že máme všechno pokryté.

Dvě formy magnetismu, které zná každý

Pojďme to vzít hezky od začátku. Ve škole se učíme o dvou typech:

Feromagnety jsou ty klasické magnety na lednici. Malé magnetické momenty v nich ukazují stejným směrem a vytvářejí magnetické pole, které cítíš.

Antiferomagnety jsou jejich tichem sourozenci. Tady se magnetické momenty míří opačně a vzájemně se vyruší. Sám o sobě ho nepolapíš, ale uvnitř se dějí zajímavé věci.

Fyzici si dlouho mysleli, že tyto dvě možnosti jsou jediné, co existuje. Uzavřená kapitola. Hotovo.

Altermagnetismus: Stříbrný medailonek

Jenomže oni se spletli.

Tři vědci – profesor Jairo Sinova z univerzity v Mohuči, doktor Libor Šmejkal a profesor Tomáš Jungwirth z České akademie věd – právě získali prestižní Europhysics Prize za rok 2026. Jejich přínos? Dokázali, že existuje ještě třetí kategorie.

Nazývá se altermagnetismus.

A tady to začíná být pořádně divné. Altermagnety se chovají jako oba typy současně, ale taky jako ani jeden. Podobně jako antiferomagnety nemají celkovou magnetizaci – momenty se vzájemně ruší. Ale elektrony v nich mají vlastnosti, které jsou typické spíš pro feromagnety.

Je to jako objevit nový odstín barvy, o které jsi si myslel, že ji dokonale znáš.

Proč by tě to mělo zajímat?

Možná si říkáš: fajn, zajímavé, ale co z toho?

Odpověď zní: spousta.

Altermagnetické materiály dokážou vést elektrický proud se silně polarizovanými spiny elektronů. Navíc mají extrémně rychlé magnetické dynamiky. Odborně řečeno – otevírají dveře do spintroniky, tedy technologie, která může změnit celou další generaci počítačů a elektroniky.

Potenciální využití? Paměťová zařízení, která budou rychlejší a efektivnější. Elektronika, u které dnešní technologie bude vypadat jako muzejní exponát. A možná i materiály pro kvantové počítače.

Jako by to bylo málo, objev odhalil nečekané vazby na topologické jevy, supravodivost a kvantové materiály s pořádně divokým chováním elektronů. Vědci v podstatě otevřeli úplně nový prostor k bádání.

Stopa vedoucí k objevu

Co mě na tomhle příběhu fascinuje nejvíc, je cesta k objevu.

Všechno začalo studiem, jak se elektrický proud chová v magnetických materiálech. Konkrétně jde o takzvaný krystalový anomální Hallův jev. Zpočátku to vypadalo jako řada podivností bez vzájemné souvislosti.

Šmejkal, který na výzkumu strávil osm let, ale začal vnímat vzor. Pochopil, že tyto jevy nejsou náhodné výjimky – spojuje je hlubší princip založený na symetriích elektronového spinu.

Průlomový okamžik přišel v roce 2022, kdy tým publikoval komplexní klasifikační systém altermagnetismu. Identifikovali stovky materiálů, které by mohly tuto třetí formu magnetismu vykazovat.

Když pak další experimentální týmy po celém světě začaly tyto předpovědi testovat, důkazy se kumulovaly. Altermagnetismus je skutečný.

Sto let skrytý v očividném

Tenhle příběh mi připomíná něco důležitého. Fyzika se často prezentuje jako hotová věda, kde už bylo všechno podstatné objeveno. Knihy jsou plné uzavřených kapitol a definitivních závěrů.

A přesto – sto let se před námi skrýval něco tak základního.

To nám říká jednu věc: i ty nejprozkoumanější vědecké obory můžou skrývat překvapení, která čekají na to, až se najde někdo dost zvědavý, aby se podíval blíž.

Příště když připneš na lednici magnety nebo dobiješ telefon, vzpomeň si: možná existují celé kategorie fyzikálních jevů, které ještě nemají jméno. Čekají v koutě, až si jich někdo všimne.

Zdroj: ScienceDaily – Vědci, kteří objevili třetí formu magnetismu, získali prestižní fyzikální ocenění