发现交变磁性的科学家获得重大物理学荣誉

据美因茨约翰内斯古腾堡大学(JOHANNES GUTENBERG UNIVERSITAET MAINZ简称JGU)2026年7月31日报道(https://scitechdaily.com/scientists-who-uncovered-altermagnetism-win-major-physics-honor/)，之前被忽视的一组自旋对称性表明，磁性并不能完全分为两类。

交变磁晶体：不仅自旋极化的方向（品红色和青色）在相邻的磁性原子上交替，而且原子形状本身也在交替——如哑铃形电子密度在两个不同方向上的倾斜所示。蓝色光束线展示了在同步加速器上进行的光电发射实验，该实验用于演示交变磁性。详见原文图片所示。

一个多世纪以来，物理学家将共线磁体分为两种基本类型。互变磁性的发现又增加了第三个，为美因茨约翰内斯古腾堡大学（JGU）的Jairo Sinova教授、LiborŠmejkal博士和Tomas Jungwirth教授赢得了欧洲物理学会凝聚态分部{European Physical Society (EPS) Condensed Matter Division}颁发的2026年欧洲物理奖(2026 Europhysics Prize)。

该奖项是欧洲凝聚态物理学领域的主要荣誉之一，旨在表彰他们在铁磁性和反铁磁性之外，将交变磁性确立为一种以前未知的磁序基本形式的工作。这一发现挑战了长期以来公认的磁性图景，并开创了一个对量子材料、凝聚态物理学和未来信息技术具有潜在影响的研究领域。

美因茨大学自旋现象跨学科中心（Spin Phenomena Interdisciplinary Center简称SPICE）主任Jairo Sinova教授说：“该奖项旨在表彰一项挑战凝聚态物理学中最成熟范式之一的基本发现。发现一个全新的磁相已经隐藏了一百多年，这表明即使是最成熟的科学领域仍然可以带来根本性的惊喜。”

一项合作发现了隐藏的磁序

交变磁性是通过美因茨约翰内斯古腾堡大学Sinova团队与布拉格捷克科学院物理研究所(Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences in Prague)Jungwirth团队之间的长期合作而出现的。

Šmejkal也曾在布拉格工作，2016年至2024年在美因茨工作。他最初以博士研究员的身份加入Sinova的团队，后来继续担任博士后科学家。在JGU的八年里，Šmejkal领导了许多理论思想的发展，最终支持了这一发现。

研究人员将现代对称理论与自旋电子学相结合，自旋电子学是一个利用电子自旋来处理和存储信息的领域，以识别一种根本不同的磁性组织。他们的预测很快促使世界各地的实验小组寻找这种效应。光谱和电输运测量随后提供了几种材料中交变磁性的证据。

交变磁的研究现在遍及欧洲、北美和亚洲，使其成为凝聚态物理学中发展最快的领域之一。

交变磁晶体结构的示意图（见原文）：电子分布的独特对称性是这种新发现的磁性材料的非凡性质的基础。

磁性不再属于两类

几十年来，标准框架将每个共线磁体分为两组。铁磁体具有净磁化，使其成为传统磁存储器的核心。反铁磁体是磁补偿的，具有相互抵消的相反磁矩，并显示出非常不同的电子行为。

交变磁体(Altermagnets)表明，这些类别并不能涵盖所有可能性。与反铁磁体一样，它们没有整体磁化。同时，它们具有以前仅与铁磁体相关的电子特性。

这种组合可以支持高度自旋极化的电流和极快的磁动力学。这些特性使交替磁体成为未来自旋电子学技术的有前景的候选者，该技术旨在操纵电子自旋，而不仅仅依赖于电荷。

其影响超出了可能的设备。变磁定义了一种新的对称性物质类别，并与拓扑物理学、非常规超导性和强相关量子材料建立了意想不到的联系。

被忽视的对称性揭示了一个新阶段

通往交变磁性的道路始于对异常磁输运效应的理论研究，包括对晶体异常霍尔效应的预测。起初，这些特性似乎是特定材料的孤立特征。

进一步的分析揭示了更广泛的解释。这种不寻常的行为源于由自旋对称性控制的独特磁相，而早期的分类忽略了这一点。

2022年，研究人员提出了一个完整的基于对称性的交变磁分类，并确定了数百种可能显示它的材料。此后，实验科学家通过几种独立的方法证实了交变磁行为，包括角分辨光电子能谱（angle-resolved photoemission spectroscopy简称ARPES），它映射了材料内部电子的能量和运动，以及电输运测量。

一个新领域获得了广泛认可

在短短几年内，交变磁学已经发表了数百篇科学论文，并成为国际物理会议上的一个突出主题。

自1975年以来，EPS欧洲物理学奖一直表彰凝聚态物理学的重大进展。它承认那些大大推动了该领域发展的发现，其中很大一部分研究是在欧洲进行的。

Sinova、Šmejkal和Jungwirth将于2026年9月在奥地利格拉茨(Graz, Austria)举行的欧洲物理学会凝聚态分部第32届大会（32nd General Conference of the European Physical Society Condensed Matter Division简称CMD32）上将获得该奖。

上述介绍仅供参考。欲了解更多信息敬请注意浏览原文或相关报道。

Reference: “Altermagnetic lifting of Kramers spin degeneracy” by J. Krempaský, L. Šmejkal, S. W. D’Souza, M. Hajlaoui, G. Springholz, K. Uhlířová, F. Alarab, P. C. Constantinou, V. Strocov, D. Usanov, W. R. Pudelko, R. González-Hernández, A. Birk Hellenes, Z. Jansa, H. Reichlová, Z. Šobáň, R. D. Gonzalez Betancourt, P. Wadley, J. Sinova, D. Kriegner, J. Minár, J. H. Dil and T. Jungwirth, 14 February 2024, Nature.DOI: 10.1038/s41586-023-06907-7. https://www.nature.com/articles/s41586-023-06907-7

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