磁鐵特性90年來首見第三種!「交替磁性體」的真面目

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事件經過

長久以來,磁鐵的特性被分為兩種:一種是所有自旋方向一致的「鐵磁性」,另一種是相鄰自旋方向相反、對外不顯現磁力的「反鐵磁性」。前者自古以來就為人所知,後者則是1933年才被發現。然而近年來,科學家發現了一種物質,其自旋排列方式類似反鐵磁性(交錯排列),卻又能像鐵磁性一樣利用自旋流,於是在2022年將其命名為「交替磁性體」(Altermagnet)。在5ch科學新聞+看板的討論串中,不少網友接力解說這個新分類的原理,也聊到了磁單極子與手性(Chirality)之間的關聯。

數十年來一直被認為只有兩種的磁鐵特性,如今證實多了第三種

無論是把孩子的畫作吸在冰箱上,還是讓指北針指向北方,磁鐵對許多人來說,都是一種可以親手感受到的日常力量。

然而對物理學家而言,磁鐵的特性是物質所具有的量子特性之一,情況遠比想像中複雜。

出典: nazology.kusuguru.co.jp / 原文請見此處

網友怎麼說

3匿名11月7日 03:05
正➕負➖
然後是➗嗎※
4匿名11月7日 04:57
>>並非所有具有磁性的物質,從外部都看得出磁力。

文章上寫說觀測技術還有待提升呢!
 就連用腦機介面(腦波儀)觀測,也還是不夠完整就是了
5匿名11月7日 04:59
回覆 #4 這樣解讀起來,好像連黑洞內部都有可能觀測得到

回覆 #4 這樣讀起來,感覺暗物質也有可能被觀測到喔
6匿名11月7日 05:01
暗物質的觀測方式,現在應該是朝向用衝擊波(「聲波」)、重力,或是磁力去觀測了吧?

如果能觀測到上述方法所產生的磁場,說不定也能因此發現暗物質吧
7匿名11月7日 05:58
你們連「磁單極子」(Monopole)都不知道喔?
9匿名11月7日 07:39
回覆 #7 你是說這個嗎?

作為基本粒子尚未被發現:截至2026年,獨立存在的基本粒子「磁單極子」,無論是在自然界或加速器實驗中,都尚未被證實存在。
38匿名11月7日 11:55
回覆 #7
拜託教教我啦,大神(鄉民哏,意指「很懂的人」)
10匿名11月7日 07:41
首先,我們先來確認一下物理學家是怎麼看待磁鐵的。
重點在於每個電子都具有、可比喻為自轉的特性——「自旋」(spin)。
自旋分為「向上」和「向下」,當這些自旋以固定模式整齊排列時,該物質就會被視為具有磁性。
第一種「鐵磁性」,是所有自旋都朝向同一方向排列的類型。
由於方向一致,對外會出現磁場,所以人類自古以來就認識並使用這種磁鐵。
第二種「反鐵磁性」是1933年發現的類型,自旋會以上、下、上、下的方式交替排列。
因為相鄰自旋的方向互相抵消,整個物質對外並不會顯現磁力。
此後將近90年的時間,磁性都理所當然地被分為這兩種來看待。
11匿名11月7日 07:42
回覆 #1 內文論文講的是以下的內容

近年來,出現了一種看似同時具備這兩種特徵的物質。
它的自旋就像反鐵磁性一樣交替排列,整體也沒有磁化現象。
然而,它卻能像鐵磁性一樣利用自旋流(spin current)。
這兩種特性,過去被認為是無法並存的。
於是在2022年,研究人員將這群不可思議的物質,命名為「交替磁性體」(altermagnet)。
14匿名11月7日 07:48
回覆 #1 的結論寫在第3頁,詳情請參照本文
15匿名11月7日 07:49
回覆 #13 就算利用這個現象,也已經被證明時間沒辦法回到過去
16匿名11月7日 07:51
過去到未來
未來到過去

「時間旅行這種移動是不可能的」這個理論,精確度又提升了!
17匿名11月7日 07:52
磁力明明是0卻還有自旋 第三種特性

人類的自旋技術又往前邁進一步了嗎・・
34匿名11月7日 09:44
N極和S極算兩個
還以為不會吸、不算極的那個是第三個,結果好像不是這樣

鐵磁性體和反鐵磁性體算兩種
反鐵磁性體好像又分成兩種,變成三種
總覺得鐵磁性體也會因為自旋怎樣怎樣的又分成兩種
35匿名11月7日 10:17
In 2022, researchers proposed the term "altermagnets" to label this wily class of materials.

人家是這樣講的啦
歐特馬格涅茨(故意講得怪腔怪調)
36匿名11月7日 10:20
那所以是怎樣
最後一塊拼圖是「手性」(Chirality)
就是Soai桑老是掛在嘴邊的「閃亮亮」(キラキラ)那個
37匿名11月7日 11:14
難怪我老是搞錯左右、會迷路
39匿名11月7日 12:17
W極和E極
開玩笑的啦
40匿名11月7日 13:02
我還以為連結裡的圖是我的頭髮,嚇了一跳
41匿名11月7日 13:09
回覆 #1
這張圖根本是獵奇圖吧,慎入

根本就是「蓮花蒙太奇」(蓮コラ,那種密集孔洞的獵奇合成圖)等級的

回覆 #40
抱歉啦。。

這個話題的背景與討論焦點

這裡所說的「第三種特性」,並不是在N極、S極之外又發現了新的磁極,而是指依電子自旋排列方式所做的分類又多了一種。相對於「鐵磁性」(所有自旋方向一致)與「反鐵磁性」(自旋交替排列、互相抵消)這套沿用90年的二分法,「交替磁性體」的自旋雖然像反鐵磁性一樣交替排列,卻能產生自旋流,因此被期待能應用在省電的自旋電子學(spintronics)元件上。討論串中雖然出現「這是在講磁單極子吧」之類的誤解,也有人離題聊到至今仍未被證實的磁單極子研究,但原文章真正的重點,在於晶體結構的對稱性(手性,Chirality)才是產生這種特性的關鍵。另外,討論串後段還混雜了一些與主題無關的腦部刺激研究及陰謀論式的發言,因此本文主要摘錄與磁性分類相關的討論內容。

※本文摘自並彙整5ch(科學新聞+)討論串「【Nazology】數十年來一直被認為只有兩種的磁鐵特性,如今證實多了第三種」。

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