Μία από τις σημαντικότερες ευρωπαϊκές διακρίσεις στη φυσική συμπυκνωμένης ύλης απονεμήθηκε για μια ανακάλυψη που αλλάζει την κατανόησή μας για τον μαγνητισμό.
Το Βραβείο Ευρωφυσικής 2026 της Διεύθυνσης Συμπυκνωμένης Ύλης της Ευρωπαϊκής Φυσικής Εταιρείας απονέμεται στον καθηγητή Jairo Sinova του Πανεπιστημίου Johannes Gutenberg του Μάιντς, στον Dr. Libor Šmejkal και στον καθηγητή Tomas Jungwirth για την ανακάλυψη του αλτερμαγνητισμού.
Η έρευνά τους έδειξε ότι στη φύση υπάρχει μια τρίτη θεμελιώδης μορφή συγγραμμικού μαγνητισμού, πέρα από τον σιδηρομαγνητισμό και τον αντισιδηρομαγνητισμό. Η ανακάλυψη ανέτρεψε μια αντίληψη που κυριαρχούσε στη φυσική για περισσότερο από έναν αιώνα και άνοιξε ένα νέο πεδίο έρευνας με πιθανές εφαρμογές στα κβαντικά υλικά και στις τεχνολογίες πληροφορίας.
Μια νέα κατηγορία μαγνητικών υλικών
Για περισσότερα από 100 χρόνια, οι φυσικοί θεωρούσαν ότι οι συγγραμμικοί μαγνήτες ανήκουν σε μία από δύο βασικές κατηγορίες. Οι σιδηρομαγνήτες διαθέτουν συνολική μαγνήτιση και αποτελούν τη βάση πολλών σύγχρονων τεχνολογιών μαγνητικής μνήμης. Οι συμβατικοί αντισιδηρομαγνήτες, αντίθετα, δεν εμφανίζουν συνολική μαγνήτιση, καθώς οι μαγνητικές ροπές τους αλληλοαναιρούνται.
Ο αλτερμαγνητισμός αποκαλύπτει μια τρίτη δυνατότητα. Τα υλικά αυτά δεν έχουν συνολική μαγνήτιση, όπως οι αντισιδηρομαγνήτες, αλλά ταυτόχρονα εμφανίζουν ηλεκτρονικές ιδιότητες που μέχρι πρόσφατα θεωρούνταν χαρακτηριστικές των σιδηρομαγνητών.
Ο συνδυασμός αυτός μπορεί να επιτρέψει τη δημιουργία ισχυρά spin-πολωμένων ηλεκτρικών ρευμάτων και εξαιρετικά γρήγορης μαγνητικής δυναμικής. Για τον λόγο αυτό, οι αλτερμαγνήτες θεωρούνται υποσχόμενοι υποψήφιοι για μελλοντικές εφαρμογές στη σπιντρονική.
Από τη θεωρία σε ένα παγκόσμιο ερευνητικό πεδίο
Η συνεργασία των ερευνητικών ομάδων του Sinova στο Πανεπιστήμιο του Μάιντς και του Jungwirth στην Ακαδημία Επιστημών της Τσεχίας έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη της θεωρίας του αλτερμαγνητισμού. Ο Šmejkal εργάστηκε στο Μάιντς από το 2016 έως το 2024, συμβάλλοντας στην ανάπτυξη των θεωρητικών εννοιών που οδήγησαν στην ανακάλυψη.
Το 2022, οι ερευνητές παρουσίασαν την πλήρη ταξινόμηση συμμετρίας του αλτερμαγνητισμού και εντόπισαν εκατοντάδες υποψήφια υλικά. Οι θεωρητικές προβλέψεις οδήγησαν γρήγορα σε πειραματικές επιβεβαιώσεις από ερευνητικές ομάδες σε ολόκληρο τον κόσμο, με τη χρήση τεχνικών όπως η φασματοσκοπία ARPES και οι μετρήσεις ηλεκτρικής μεταφοράς.
Ο αλτερμαγνητισμός συνδέεται πλέον με την τοπολογική φυσική, την αντισυμβατική υπεραγωγιμότητα και τα ισχυρά συσχετισμένα κβαντικά υλικά. Μέσα σε λίγα μόλις χρόνια, το πεδίο έχει εξελιχθεί σε έναν από τους ταχύτερα αναπτυσσόμενους κλάδους της φυσικής συμπυκνωμένης ύλης, με εκατοντάδες επιστημονικές δημοσιεύσεις και ερευνητικά προγράμματα σε Ευρώπη, Βόρεια Αμερική και Ασία.
Το Βραβείο Ευρωφυσικής θα απονεμηθεί κατά τη διάρκεια της 32ης Γενικής Συνδιάσκεψης της Διεύθυνσης Συμπυκνωμένης Ύλης της Ευρωπαϊκής Φυσικής Εταιρείας, η οποία θα πραγματοποιηθεί στο Γκρατς της Αυστρίας τον Σεπτέμβριο του 2026.
