Một nhóm nghiên cứu quốc tế do SLAC National Accelerator Laboratory dẫn đầu đã trình bày những bằng chứng thực nghiệm thuyết phục về loại từ tính thứ ba — phản sắt từ bù trừ (altermagnetism). Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science 29 tháng Mười 2026 năm.
Trong gần 90 năm, các nhà vật lý tin rằng từ tính tự phát chỉ chia thành hai loại: sắt từ và phản sắt từ. Trong vật liệu sắt từ, spin của các electron sắp xếp theo cùng một hướng, tạo ra từ trường đáng kể. Trong vật liệu phản sắt từ, các spin lân cận hướng ngược chiều nhau và bù trừ lẫn nhau.
Các altermagnet kết hợp những đặc điểm của cả hai: từ độ bằng không, giống như ở phản sắt từ, và khả năng tạo ra các dòng spin phân cực, đặc trưng của sắt từ. Chìa khóa của sự khác biệt là sự quay của mạng tinh thể quanh các spin định hướng ngược chiều nhau, phá vỡ tính đối xứng.
Các nhà khoa học tập trung vào telurua mangan (MnTe), chất mà trong nhiều thập kỷ được coi là phản sắt từ thông thường. Bằng phương pháp tán xạ không đàn hồi cộng hưởng của tia X với lưỡng sắc tròn tại Synchrotron châu Âu ESRF, họ đã phát hiện ra một tín hiệu chiral rõ rệt.
Tín hiệu này không thể xuất hiện trong một phản sắt từ cổ điển. Thí nghiệm lần đầu được tiến hành vào năm 2024, và vào đầu năm 2025 đã được lặp lại — các kết quả trùng khớp.
«Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã quan sát những hiện tượng không khớp với sự phân đôi sắt từ - phản sắt từ, — tác giả chính Daniel Jost từ SLAC và Viện Khoa học Vật liệu và Năng lượng Stanford nhận xét. — Các kết quả của chúng tôi đưa ra bằng chứng thực nghiệm đáng tin cậy rằng pha thứ ba — altermagnet — là có thật».
Phát hiện, lần đầu được đề xuất về mặt lý thuyết vào năm 2022, mở ra con đường dẫn tới những vật liệu mới cho spintronics. Các altermagnet bền vững trước các trường ngoài và đồng thời cho phép điều khiển các dòng spin mà không có những tổn thất vốn có ở sắt từ.
Công trình được thực hiện với sự hợp tác của Synchrotron châu Âu, Đại học Stanford và các viện khác. Nó củng cố vị thế của altermagnet như một nhánh độc lập của các hiện tượng từ tính.
Phát hiện altermagnet thường được gọi là «Chén Thánh» của vật lý trạng thái rắn hiện đại, bởi vì nó kết hợp những tính chất tốt nhất của hai loại từ tính cổ điển, loại bỏ những nhược điểm chính của chúng.
Nói một cách đơn giản nhất, altermagnet là một «nam châm tàng hình». Nó hoạt động siêu nhanh, giống như nam châm thông thường trong ổ cứng, nhưng không tạo ra từ trường xung quanh mình và hầu như không nóng lên.
Đây là nơi một người bình thường thực sự sẽ cảm nhận được điều này trong 5–10 năm tới:
- Điện thoại thông minh và máy tính xách tay không nóng lên và không hết pinBộ nhớ mới sẽ lưu trữ dữ liệu ngay cả khi nguồn điện tắt hoàn toàn (như thẻ nhớ), nhưng hoạt động với tốc độ điên cuồng của bộ nhớ RAM.Kết quả: điện thoại khởi động trong tích tắc, không bao giờ bị «treo» và giữ pin lâu hơn 2–3 lần.
- AI mạnh mẽ ngay trong túi bạnCác mạng nơ-ron hiện đại gây tải nặng cho bộ xử lý và làm hao pin. Các chip trên altermagnet xử lý dữ liệu gần như không tỏa nhiệt.Kết quả: các trợ lý thông minh, trình dịch và trò chơi sẽ hoạt động tức thì và cục bộ, không gửi dữ liệu lên đám mây và không làm thiết bị quá nóng.
- Xe điện và máy bay không người lái đáng tin cậyThiết bị điện tử thông thường có thể «gặp trục trặc» gần các động cơ mạnh hoặc đường dây điện do nhiễu từ. Cảm biến altermagnet không bị ảnh hưởng bởi điều này.Kết quả: hệ thống tự lái và hệ thống điều khiển máy bay không người lái sẽ trở nên an toàn và chính xác hơn nhiều.
- Y học và thiết bị đeoCảm biến trong đồng hồ thông minh hoặc máy quét y tế (như MRI) sẽ trở nên nhỏ gọn hơn, rẻ hơn và chính xác hơn, vì số đo của chúng sẽ không bị sai lệch do từ trường bên ngoài.
Tóm lại, đây là công nghệ sẽ loại bỏ những nỗi đau chính của thiết bị điện tử hiện đại — quá nhiệt, hoạt động chậm và pin nhanh hết. Còn vài năm nữa mới đến được các kệ hàng đại chúng, nhưng nền tảng cho điều đó đang được đặt ra ngay lúc này.
