Neue Art des Magnetismus entdeckt

Magneten sind alltäglich – sie bewirken etwa, dass sich Kühlschranktüren schließen und übernehmen in Geräten wie Computerchips oder Automotoren wichtige Aufgaben. Meistens handelt es sich dabei um eine Kraft namens Ferromagnetismus. Dieser sorgt etwa dafür, dass Metalle wie Eisen oder Nickel in einem Magnetfeld magnetisch werden und dann an anderen Metallen haften bleiben.

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P-Wellen-Magnetismus

Forscher haben nun herausgefunden, wie sich die Eigenschaften sogenannter ferromagnetischer und antiferromagnetischer Materialien kombinieren lassen. Die Physiker vom MIT haben damit auch eine neue Art von Magnetismus entdeckt, die sie „P-Wellen-Magnetismus“ nennen. Ihre Entdeckung beschreiben sie in der Fachpublikation Nature. 

Das Besondere an diesem ist, dass die magnetischen Eigenschaften, anders als beim klassischen Magnetismus, nicht durch die elektrische Ladung entstehen, sondern durch sogenannte Spins – also die Eigendrehung der Atome. Denn bei einem Ferromagneten drehen sich alle Atome und ihre Elektronen in die gleiche Richtung. Durch diese Drehungen entstehen Magnetfelder, die die Magneten an Metallen haften lassen.

Bei Antiferromagneten ist es genau andersherum und benachbarte Atome drehen sich in die entgegengesetzte Richtung. Kombinierte man bisher beide Magnetismus-Arten, hatte das den Effekt, dass sich die Magnetfelder gegenseitig aufhoben.

Änderbare Drehrichtung

Das verhinderten die MIT-Forscher nun jedoch mit einer neuen Substanz namens Nickeliodid (NiI2), die sie im Labor herstellten. Zwar hatten die Atome auch in dieser Substanz noch eine bevorzugte Drehrichtung wie bei Ferromagneten, aber gleichzeitig drehten sich auch genug Elektronen dagegen. Die Nickelatome bildeten Spiralmuster, die sich spiegelten. Die Forscher entdeckten, dass sich die Drehrichtung ändert, wenn sie die Atome unter elektrische Spannung setzten. So haben sie einen neuartigen Magneten namens P-Wellen-Magneten geschaffen.

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Die Entdeckung könnte bei Computerchips zu einer Revolution führen. Denn wenn Daten nicht mehr durch elektrische Ladung, sondern durch Elektronen-Spins gespeichert werden, könnte man viel mehr Daten bei der gleichen Chipgröße speichern. Laut den Forschern ist es das erste Mal in der Geschichte, dass man einen Magneten auf diese Weise „umschalten“ kann.