Objev altermagnetismu ocenila cena Europhysics Prize

Objev altermagnetismu ocenila cena Europhysics Prize

Trojice fyziků, která pomohla zavést pojem altermagnetismus, získala cenu Europhysics Prize za rok 2026. Ocenění udělila divize kondenzované hmoty European Physical Society Jairovi Sinovovi z Johannes Gutenberg University Mainz, Liboru Šmejkalovi a Tomasi Jungwirthovi za teoretické a experimentální práce, které altermagnetismus vymezily jako samostatnou třídu magnetického uspořádání.

Informaci zveřejnil server ScienceDaily s odvoláním na Johannes Gutenberg University Mainz. Slavnostní předání ceny bylo podle zprávy naplánováno na září 2026 během konference European Physical Society Condensed Matter Division v rakouském Grazu.

Fyzikové dlouho rozlišovali především feromagnety a antiferomagnety. Ve feromagnetických látkách míří magnetické momenty elektronů převážně stejným směrem, takže materiál získává nenulovou celkovou magnetizaci. V antiferomagnetech se opačně orientované momenty navzájem ruší. Altermagnety mají stejně jako antiferomagnety nulovou výslednou magnetizaci, jejich elektrony však vykazují vlastnosti spojované spíše s feromagnety.

Klíčová je především spinová polarizace elektronových stavů. Spin je kvantová vlastnost částic, která souvisí s jejich vnitřním momentem hybnosti a ovlivňuje jejich magnetické chování. V altermagnetických materiálech se spinové stavy mění v závislosti na směru pohybu elektronu v krystalu. Výsledkem může být vznik silně spinově polarizovaných proudů, přestože materiál jako celek nevytváří výrazné vnější magnetické pole.

Teorie předběhla měření

Oceněná práce má výraznou teoretickou část. V původní studii z roku 2021 Šmejkal, Sinova a Jungwirth popsali, jak mohou symetrie spinu a krystalové struktury vymezit tři základní fáze kolineárního magnetismu: feromagnetickou, antiferomagnetickou a nově altermagnetickou. Kolineární znamená, že magnetické momenty leží podél jedné společné osy, i když mohou mířit opačnými směry.

Autoři tehdy pomocí teorie spinových symetrií a výpočtů z prvních principů vytipovali kandidátní materiály od izolantů po kovy. Pozdější experimenty využily například úhlově rozlišenou fotoemisní spektroskopii, která umožňuje mapovat chování elektronů v materiálu, a měření elektrického transportu. Výsledky z několika materiálů poskytly důkazy podporující novou klasifikaci magnetismu.

Altermagnetismus zatím nepředstavuje hotovou technologii ani nový typ běžně používané elektronické součástky. Jeho význam spočívá v tom, že spojuje některé výhody obou známějších magnetických uspořádání: nulovou celkovou magnetizaci, která může omezovat vzájemné rušení součástek, a rychlou dynamiku či účinnou manipulaci se spinem elektronů. Právě tyto vlastnosti nyní fyzikové zkoumají v souvislosti se spintronikou, tedy elektronikou využívající kromě elektrického náboje také spin.

Výzkum se dotýká i obecnějších otázek fyziky pevných látek, například topologických jevů, neobvyklé supravodivosti a kvantových materiálů se silnými interakcemi mezi elektrony. Ocenění proto podle pořadatelů vyzdvihuje především zavedení nové kategorie hmoty. Případné využití v budoucích počítačích a elektronice bude záviset na tom, zda se podaří altermagnetické materiály spolehlivě vyrábět, řídit a provozovat v praktických součástkách.

Zdroj: ScienceDaily

Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.

Sdílejte článek